武科大网讯 近期，理学院邵俊华教授、张威博士团队在轻量化多孔材料/结构的冲击动力学领域取得重要进展，成果发布在该领域国际最权威的两个期刊《Thin-Walled Structures》和《Composite Structures》上，实现了我校该领域的重大突破。
团队创新提出了一种新型蜂窝超材料，在其力学性能表征研究中取得进展，研究成果以“On in-plane crushing behavior of a combined re-entrant double-arrow honeycomb”为题发表在力学领域国际权威期刊《Thin-Walled Structures》（IF：6.40，中科院力学一区期刊）上，张威老师为论文的第一作者，硕士生王慧玲为第二作者，理学院邵俊华教授和西安交通大学秦庆华教授为论文的共同作者。
团队通过将该新型蜂窝超材料应用到夹芯结构中，开展新型夹芯梁的三点弯曲响应与能量吸收机理研究，再获成果，以 “Three-point bending response and energy absorption of novel sandwich beams with combined re-entrant double-arrow auxetic honeycomb cores”为题发表在力学领域国际权威期刊《Composite Structures》（IF：6.30， 中科院一区Top期刊）上。该论文第一作者为硕士生王慧玲，第二作者为邵俊华教授，张威老师为论文的通讯作者。
负泊松比蜂窝超材料是一类具有优异力学性能的新型材料，在抗冲击领域展现了巨大的应用潜力。在常见的负泊松比蜂窝结构的基础上，改进结构形式是提高其力学性能的重要途径。该研究将传统的内凹六边形蜂窝与双箭头蜂窝相结合，提出了一种新型的内凹六边形-双箭头组合蜂窝（RDAH）。通过实验、数值模拟和理论分析对其变形失效模式和应力-应变响应进行了系统研究。结果表明，在不同的冲击速度下，RDAH具有三种典型的变形失效模式。基于变形失效模式，建立了低速和高速冲击下RDAH平台应力的理论模型，理论结果与有限元模拟结果吻合较好。同时，RDAH在不同加载方向上均表现出明显的负泊松比效应。当沿水平壁方向受到准静态加载和低速冲击时，可以观察到应力-应变曲线具有两个应力平台区。相比于传统的内凹六边形蜂窝（RH）结构，RDAH的能量吸收能力更好。
图1 新型内凹六边形-双箭头组合蜂窝（RDAH）设计
在新型蜂窝超材料夹芯结构的研究中，通过准静态三点弯曲试验获得了新型夹芯结构的变形失效模式和力-位移曲线，并基于实验验证建立了可靠的数值模型。通过实验和数值模拟讨论了加载位置、面板分布、胞壁厚度、冲击速度和胞元构型对夹芯梁承载能力和能量吸收能力的影响。与传统的内凹六边形蜂窝夹芯梁相比，该新型夹芯梁具有更好的抗弯性能和吸能能力。当前的研究可以为负泊松比蜂窝超材料/结构的设计和工程应用提供新策略。（理学院）
图2 新型内凹六边形-双箭头组合蜂窝夹芯结构
附：
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.tws.2023.111303
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2023.117606
