Características de respuesta dinámica y absorción de energía de un panal de abeja reentrante tridimensional
Autores: Zhang, Jun; Shi, Boqiang; Han, Tian
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Características de respuesta dinámica y absorción de energía de un panal de abeja reentrante tridimensional
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Diseño
Panal de abeja
Radio de Poisson negativo
Absorción de energía
ángulo de celda
Velocidad de impacto
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
En este documento, diseñamos un nuevo panal tridimensional con un coeficiente de Poisson negativo. Una celda de panal fue diseñada primero estirando fuera del plano un panal reentrante y el panal se construye combinando espacialmente las celdas. La respuesta en el plano y las características de absorción de energía del panal se estudian a través del método de elementos finitos (FEM). Algunas características importantes son estudiadas y enumeradas de la siguiente manera: (1) Se prueban los efectos del ángulo de la celda y la velocidad de impacto en la respuesta dinámica. Los resultados muestran que el panal exhibe un coeficiente de Poisson negativo evidente y un efecto único de mejora del estrés en plataforma en condiciones de baja y mediana velocidad. Aparece un fenómeno de estrechamiento evidente cuando el parámetro del ángulo de la celda es de 75 grados. (2) Basándose en la teoría de ondas de choque unidimensional, se propone la fórmula empírica del estrés en plataforma para predecir la capacidad de carga dinámica del panal. (3) Se investiga la absorción de energía en diferentes condiciones. Los resultados muestran que a medida que aumenta la velocidad de impacto, la eficiencia de absorción de energía disminuye gradualmente. Además, con el aumento del ángulo de la celda, la eficiencia de absorción de energía mejora gradualmente. El estudio anterior muestra que el panal tiene un buen potencial para ser utilizado en la industria automotriz como material de absorción de energía. También proporciona una nueva estrategia para la optimización multiobjetivo del diseño de estructuras mecánicas.
Descripción
En este documento, diseñamos un nuevo panal tridimensional con un coeficiente de Poisson negativo. Una celda de panal fue diseñada primero estirando fuera del plano un panal reentrante y el panal se construye combinando espacialmente las celdas. La respuesta en el plano y las características de absorción de energía del panal se estudian a través del método de elementos finitos (FEM). Algunas características importantes son estudiadas y enumeradas de la siguiente manera: (1) Se prueban los efectos del ángulo de la celda y la velocidad de impacto en la respuesta dinámica. Los resultados muestran que el panal exhibe un coeficiente de Poisson negativo evidente y un efecto único de mejora del estrés en plataforma en condiciones de baja y mediana velocidad. Aparece un fenómeno de estrechamiento evidente cuando el parámetro del ángulo de la celda es de 75 grados. (2) Basándose en la teoría de ondas de choque unidimensional, se propone la fórmula empírica del estrés en plataforma para predecir la capacidad de carga dinámica del panal. (3) Se investiga la absorción de energía en diferentes condiciones. Los resultados muestran que a medida que aumenta la velocidad de impacto, la eficiencia de absorción de energía disminuye gradualmente. Además, con el aumento del ángulo de la celda, la eficiencia de absorción de energía mejora gradualmente. El estudio anterior muestra que el panal tiene un buen potencial para ser utilizado en la industria automotriz como material de absorción de energía. También proporciona una nueva estrategia para la optimización multiobjetivo del diseño de estructuras mecánicas.