申请/专利权人：中国人民解放军国防科技大学

申请日：2021-09-13

公开（公告）日：2024-06-18

公开（公告）号：CN113936753B

主分类号：G16C60/00

分类号：G16C60/00;G06F30/23;G06F111/04;G06F113/26;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.18#授权;2022.02.01#实质审查的生效;2022.01.14#公开

摘要：本发明公开了一种含粘弹性基体的抗冲击仿生交错结构，属于仿生复合材料结构设计技术领域。为提高现有仿生交错层叠复合结构受冲击载荷下的耗能特性，本发明提出以硬质体薄板为增强体，以粘弹性材料为基体的仿生交错复合结构，在冲击载荷作用下，基体可通过粘性对冲击能量进行耗散，从而提高整体结构的抗冲击性能。本发明较好的模拟了骨骼、贝壳珍珠层等生物材料中由硬质矿物质增强体和软质蛋白质基体组成的交错结构，具有较好的抗冲击性能。

主权项：1.一种对含粘弹性基体的抗冲击仿生交错结构的单胞结构进行动力学特性分析的方法，该方法利用ABAQUS有限元软件，其特征在于，该含粘弹性基体的抗冲击仿生交错结构包括多个平行布置的硬质增强体1以及具有粘弹性特性的软质基体2，所述硬质增强体1呈长条形且在竖直方向上依次交错排列，镶嵌在软质基体2中；该方法包括以下步骤：S1，建立单胞结构几何模型，几何模型为二维平面模型；S2，对硬质增强体和软质基体赋材料属性，其中硬质增强体材料本构模型采用ABAQUS中的线弹性本构模型，软质基体材料粘弹性本构模型通过编写VUMAT本构子程序实现；S3，创建分析步，分析步类型为ABAQUSExplocit中的DynamicExplicit显示动力学分析步，时间步长为自动时间步长；S4，定义边界条件和冲击载荷约束单胞结构上下两边界的纵向位移；对单胞结构左右两边分别施加耦合约束，使得左右两边的横向位移相等，在模型左右两边施加应力冲击载荷；所述冲击载荷类型为后峰锯齿波冲击；S5，划分网格，网格单元类型为四节点平面应力单元；S6，提交Job，进行求解；其中，步骤S2所述粘弹性本构子程序VUMAT中需要定义应力增量Δσ和粘性耗能增量ΔEdiss，所述应力增量Δσ可根据Kelvin-Voigt本构模型对时间求导得到 式中σ为应力张量，ε为应变张量，Δt为时间增量，Δε为应变张量增量，λ为拉梅常数，Tr为矩阵的迹，μ为剪切模量，I为单位矩阵，θμ和θλ为特征迟滞时间，有η为粘性系数；所述粘性耗能增量ΔEdiss由下式定义 式中λ为拉梅常数，θμ和θλ为特征迟滞时间，Δt为时间增量，Δεij为第i,j个应变张量的增量，ni、nj为应变张量ε的维度，∑表示求和运算符，δij为Kronecker符号，当i＝j时δij＝1，当i≠j时δij＝0。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国人民解放军国防科技大学 一种含粘弹性基体的抗冲击仿生交错结构

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