申请/专利权人：西安交通大学

申请日：2020-11-12

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN112434385B

主分类号：G06F30/17

分类号：G06F30/17;G06F30/23;G16C10/00;G16C60/00;G06F113/24;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2021.03.19#实质审查的生效;2021.03.02#公开

摘要：本发明公开了一种蜂窝夹层板有限元建模方法，将蜂窝芯层等效成一正交各向异性均质板，蒙皮与胶粘层等效成各项同性板。以蜂窝芯层中的Y单元为基本单元，考虑蜂窝壁的弯曲变形、拉伸变形及剪切变形，并依据力学分析及能量分析推导其等效弹性模量、剪切模量、泊松比。考虑预埋件质量的影响，将其以集中质量的方式耦合在芯层的上下表面上。将胶粘层质量赋予上下蒙皮，体现在蒙皮的密度上。依此构建蜂窝夹层板的有限元模型，对自由状态下蜂窝夹层板进行模态分析，获取结构的前四阶固有频率及振型。本发明适用于各种尺寸的蜂窝夹层板，芯层等效参数的数学表达式准确度高，建模方式简单高效，可为蜂窝夹层板动态特性的高精度计算提供保障。

主权项：1.一种蜂窝夹层板有限元建模方法，其特征在于，包括以下步骤：1将蜂窝夹层板芯层部分等效成一各向异性的均质板，将蒙皮层与胶粘层等效成一各向同性均质壳板，推导等效芯层的弹性参数和密度以及等效蒙皮的密度，构建蜂窝夹层等效板的三维几何模型；2分别设置蜂窝夹层等效板三维几何模型的材料属性和单元类型，考虑预埋件的质量，构建蜂窝夹层板有限元模型；所述步骤1中等效芯层的弹性参数包括横向弹性模量、纵向弹性模量、垂向弹性模量、xy平面内剪切模量、xz平面内剪切模量、yz平面内剪切模量、xy平面内泊松比、xz平面内泊松比、yz平面内泊松比；所述步骤2中蜂窝夹层板有限元模型在ABAQUS中建立，包含两处单元设置与一处约束设置，两处单元设置分别为等效芯层和等效蒙皮的单元划分，一处约束设置为等效芯层与等效蒙皮之间的接触，预埋件以集中质量的方式添加在等效芯层表面上；所述等效芯层的横向弹性模量及纵向弹性模量分别为 所述等效芯层的垂向弹性模量为所述等效芯层的xy平面内剪切模量为所述等效芯层的xz平面内及yz平面内剪切模量分别为所述等效芯层的xy平面内泊松比为所述等效芯层的xz平面内泊松比及yz平面内泊松比为μxz≈0、μyz≈0，所述等效芯层的密度为所述等效蒙皮的密度为其中，t为蜂窝胞壁的厚度，l为斜边蜂窝胞壁的长度，h为竖直蜂窝胞壁的长度，θ为斜边蜂窝胞壁与水平方向的夹角，vs为蜂窝芯层材料的泊松比，Es为蜂窝芯层材料的弹性模量，Gs为蜂窝芯层材料的剪切模量，mf为蒙皮的质量，mg为胶的质量，Vf为蒙皮的体积；对于正六边形蜂窝胞元，h＝l，θ＝30°，则有μxz≈0，μyz≈0，

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