基于Marc的蜂窝纸芯静压特性研究

　　了材 料非线性 和结 构 非 线 性 ， 料 非 线 性 主 要 是 材 指 纸 芯材料 的应 力 应 变 曲 线 是 非线 性 曲线 ， 不 且 可逆 ， 构非 线性 是 指 蜂 窝 纸 芯 压 缩后 将 产 生 大 结 变 形 。对 划分 网格后 的 蜂窝纸 芯施 加 位 移约 束 和

　　基金项 目： 昆明市科 技基金重点项 目（６ １０ ６ ） ０ Ｊ１０ ３ 作者简介 ： 宋俊杰（ ９２一） 男 ， １７ ， 河南洛阳人， 昆明理工大学机电学院硕士研究生 。

　　蜂窝 纸板 作 为 一 种新 型 的环保 材 料 ， 目前 广 泛应用 在包 装 、 筑 等诸 多领 域 。 国 内学 者 对 蜂 建 窝纸 板的力学 性 能 的研 究 ， 要 集 中在 对 蜂 窝 纸 主

　　板进 行静态 压缩 实 验 和 动 态 压缩 实 验 ， 过 实 验 通

　　ｔ ａ ３ １８薄壳 单元 进 行 分析 对 比， 中 ｑ ａ （ ） ｉ ｆ （ ）３ 其 ｕｄ ４ １９是 ４节点 四边 形 双线 性 薄 壳 单 元 ， ａ ３ １８ ３ ｔ （ ） ３ ｉ ｆ

　　单 个蜂 窝纸 芯进行 计算 模拟 。 ２ 单个 蜂 窝 的变形过 程 ． 对 单个 蜂窝采 用单 元 ｑ ａ （ ） ３ 元 ， ｕｄ ４ １９单 通过

　　．２ ｍ， 板的平压强度主要是由蜂窝纸芯的平压强度决定 类型。蜂窝纸板的壁厚是 ０２ ｍ 远小于其他方 的， 因此有必 要对蜂 窝纸 芯 的力 学 性 能进 行研 究 ， 向的尺寸， 并且小于典型整体结构尺寸的 １１ ， ／０ 这

　　本文在借鉴前人 的研究基 础上 ， 引入 了有 限元 的 时可优先考虑用壳单元进行模拟分析。考虑到蜂窝 基本 思想和方 法 ， 采 用 高 级 非线 性 有 限元 分 析 纸 芯的结 构特 点 ， 这 里分 别采 用 ｑａ （ ）３ 并 在 ｕｄ ４ １９和

　　Ｊ ｕ ｌ ｆ ｉｎ ｓ ａ ｉ Ｔ ｌｖ ｉｎＵｎ ｅｓｔ ２ ０ ． ｏ．８ ｏ ｍａ ａ ｇ ｕ Ｒ ｄｏ＆ ｅ ｉｏ ｉ ｒｉ ｏＪ ｅｓ ｖ ｙ ０ ７ ５Ｖ １１

　　摘 要： 利用有限元分析软件 Ｍ ｃ ｍ ｒ２０ ｓ． ａｃ０ ５对蜂 窝纸芯的静 态压缩特性进行计 算模拟 ， 得到受载时蜂 窝

　　纸芯的应力应变分布 图， 并画 出应力沿路 径分布 曲线 图。结果表 明， 用 ｔｉｈｌ ３ 采 ｈｎｓｅ １９等单 元做 出的蜂 窝纸 ｌ 芯应力应变图比较符合蜂 窝纸芯的 实际变形模 式 ； 通过对单 个蜂 窝纸芯和 多个蜂 窝纸 芯的计算模拟 ， 单元和 约束之间如何协调 才能满足分析要求 ， 要进一步研 究。 关键词 ： 窝纸芯； 蜂 力学性能 ； 有限元

　　状 的单元 体 ， 一个 连 续 体 的无 限 自由度 问题 化 将 潘道津 等通过 静态 和动 态压缩 实验 对蜂 窝 纸板 在 为 离散域 中的有 限 自由度 问题 。有 限元 分 析过 程 不 同方向上 的缓 冲性 能进 行 了研 究 【 ， 彦 峰 研 ｌ郭 Ｊ 最重要的包含 ： 分析 、 体分析 、 荷移 置 、 单元 整 载 引入 约 究 了不 同厚 度 的蜂 窝 纸 板 的 振动 传 递 特 性 ， 制 绘 束、 求解 约束 方程 等过程 ， 这一 过程 是 有 限元 分 析 了其 不 同衰减 系 数 的振 动传 递 率 曲线 ｊ 。孙 亚 有 平等对 蜂窝 纸板 的平 压性 能进 行 了实 验 研 究Ｊ 的核心部 分 ， 限元 理论 主要 体现 在 这一 过程 中 。 。 采 ｃｍ ｒ 在理论 上 ， 光林 等 从 流 变 学 和力 学 性 能 方 面 深 针 对蜂 窝纸板 受力 变形 的特 点 ， 用 Ｍｓ． ａｃ对 骆 。 入分 析 了蜂 窝纸板 的缓 冲机理Ｊ 。孙 亚平 等 利用 蜂 窝纸板 的力 学行 为进行 理论 分析 。 ２ 几何 建模 与单 元选取 ． 平板 的大挠 度变 形 理 论 ， 到 计 算蜂 窝结 构 纸 板 得 考虑 到蜂窝纸芯 的实 际结构 最简单 ， 以直 可 的轴 向屈 曲的公式 。张媛 利用 Ｒ ｉ ｎ ｒ 向 同 ｅｓ ｅ 各 ｓ 接 在 Ｍｓ． ｒ ｃｍａ ｅ中建立模 型 ， ｃｍ ｒ Ｍｓ． ａ ｅ中壳单元 是 性夹 芯板理论 建立 蜂窝纸 板 的基本方 程Ｊ 。 厚度 ） 远远小 于其 他方 向的尺寸 ， 并 目前对蜂 窝 纸 芯 力学 特 性 的理 论 研 究 较 少 ， 针对一 维尺寸 （ 研究 也是基 于金 属 蜂 窝 的 相关 理 论 ， 于蜂 窝 纸 且 垂直于厚 度方 向 的应力 可 以忽 略 的结 构 的单 元 由

　　中 图分 类 号 ：Ｂ ８ ． Ｔ ４４１ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章 编号 ：０８—４０ （ ０７ ０ ０ ６ ０ １０ ２ ７ ２ ０ ）５— ０ ６— ３

　　软 件 Ｍｓ． ａｃ０ ５对 蜂 窝纸 芯 的静 态 压 缩 特 性 ｃｍ ｒ ０ ２ 进 行 了计 算模 拟 。