蜂窝夹层板结构等效模型比较分析

   
       在对蜂窝夹层板结构进行有限元分析时，要对其进行等效处理，采取等效方法的合理性将直接影响到计算结果的准确性。分别采用Reissner理论、Hoff理论、三明治夹芯板理论三种不同的等效方法建立有限元模型，然后进行了静力分析和模态分析，并将每种等效方法的计算结果与实体单元建立的蜂窝夹层板模型计算结果进行了比较。与Reissner理论、Hoff理论相比，采用三明治夹芯板理论等效方法的位移精度、应力精度、频率精度分别提高了0.195%～0.776%、2.066%～6.788%、0.194%～5.878%0研究表明采用三明治夹芯板理论对蜂窝夹层板结构进行等效要优于其他两种等效理论。

       蜂窝夹层板由上下面板和中间的蜂窝芯子组成。上下面板几乎提供了夹层板全部的弯曲刚度和平面内的拉伸刚度，夹芯则提供了夹层板的横向剪切刚度，同时还起到稳定面板，防止局部屈曲的作用；整体结构类似工字梁的受力原理。蜂窝夹层板具有优良的比强度和比刚度，良好的抗疲劳、阻尼减振、隔声、吸声、隔热等性能。由于以上优点，蜂窝夹层板结构得到了广泛的应用[1-2]。例如：卫星结构上大量采用铝蜂窝夹层板结构，有的卫星几乎完全由蜂窝夹层板构成卫星的主承力结构。一般情况下，蜂窝夹层板的质量占整个卫星板结构质量的80~90%。

       国内外的一些学者对夹层板结构进行了一些研究工作。例如：文献[4]基于低阶剪切理论提出了一种夹层板的等效分析方法；文献对夹层结构进行了一系列的实验研究；Guj等建立芯层等效连续体夹层板模型进行有限元频响分析；Soliman等运用多种等效理论对夹层板进行了的有限元静力分析；文献基于三明治等效理论进行了多夹芯板的动力学分析。在现有的商用有限元分析软件中没有蜂窝结构的单元库，因此就要对蜂窝结构进行等效处理，如何建立简单易行而又准确可靠的等效模型，对工程整体结构的分析设计是十分重要的。

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