蛋壳夹芯结构力学性能研究与仿生设计

"蛋壳夹芯结构的变形机制及力学性能 (2009年) - 北京航空航天大学学报" 这篇2009年的学术论文由焦洪杰、张以都、陈五一和张洪伟共同撰写，发表在《北京航空航天大学学报》上，属于自然科学领域的研究。论文主要探讨了“蛋壳夹芯结构”的变形机制及其力学性能，从结构仿生的角度出发，提出了一种名为“孔壳夹芯结构”的模型。 作者通过模拟实验，对这种结构进行压缩测试，从而解析其在受压状态下的变形过程。他们发现“蛋壳夹芯结构”的承载能力主要由“蛋壳”部分的材料性质、结构尺寸以及排列角度等关键因素决定。这表明在设计这类结构时，需要充分考虑这些参数的影响，以优化结构性能。 论文还运用了薄壳理论来计算“蛋壳”单元在均匀分布压力下的屈曲临界压力，这是评估结构稳定性的关键指标。此外，为了进一步理解结构的行为，作者构建了“蛋壳”单元的有限元模型，进行了静力学分析和屈曲模态分析。有限元方法是一种常用的数值计算技术，可以精确模拟复杂结构的应力分布和变形情况。 通过这些分析，论文为“蛋壳夹芯结构”的工程应用提供了理论基础，尤其是在追求轻量化设计方面。这一研究对于航空航天、汽车制造、建筑结构等领域具有潜在的应用价值，因为这类结构通常需要在保持强度的同时减轻重量。论文的结论为未来的设计者和工程师提供了宝贵的指导，帮助他们在实际工程中更好地利用生物灵感设计高效、轻质的结构组件。