叶表皮细胞壁仿生结构在冰雹作用下的动力学响应分析

摘要：

基于具有低横向刚度、高垂直刚度特性的叶表皮细胞壁仿生结构(bio-ITCLC)结合柔性蒙皮,构建了具有小切向刚度和大法向刚度特性的新型仿生夹层结构.以涤纶纤维层合板为基体,建立仿生夹层结构的冰雹撞击有限元仿真模型,验证了冰雹撞击模型的有效性.分析了冰雹速度和直径对叶表皮细胞壁仿生夹层结构动态力学响应及失效模式的影响.结果表明,在冰雹作用下bio-ITCLC芯层与上面板连接位置首先出现开裂,进而上面板产生基体开裂及纤维断裂,冰雹载荷的持续作用使得芯层撞击区域发生屈曲直至压溃.冰雹撞击速度及直径的增加并不会改变bio-ITCLC仿生结构的失效形式,但其对bio-ITCLC仿生夹层结构的作用力随冰雹直径的增大而线性递增,且随撞击速度的增加呈抛物线增长.

关键词：bio-ITCLC仿生结构、冰雹、动力响应、撞击、失效模式

所属期刊栏目：41

分类号：O344.3;O313.4(固体力学)

资助基金：国家自然科学基金52001145

在线出版日期：2022-10-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：113-120