新型超材料结构冲击吸能特性数值模拟研究开题报告

全文总字数：3820字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1研究背景

随着社会的发展，客户对于轮船、飞机、汽车等产品的性能以及安全性越来越重视，客户在选购产品以及服务时，对于这些方面的要求可谓之高。所以各个行业对于如何提高安全性和性能可谓是多方面的寻找方法，其中尤为重要的就是材料方面，材料可谓是基础，其中手性结构和和多层结构材料应用性能十分良好，由于具有良好的冲击阻抗、抗剪能力、抗凹能力和能量吸收能力，在在众多碰撞及冲击能量吸收技术领域( 比如，航空航天、交通运输和汽车等) 有着广泛的应用，在此基础上，为了寻找更好的材料以及结构，进一步满足客户的需求。我们需要查询大量的资料，进行模拟分析，了解材料性能，才能寻出满意的新型结构材料。

1.2目的和意义

本文主要研究新型超材料结构冲击吸能特性数值模拟，目的是了解多层手征超材料结构模型拉压力学性能和抗冲击性能以及其影响因素，探讨如何通过不同参数来提高其拉压力学性能和抗冲击性能，找出合理的设计参数。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容和目标

本文主要是研究手性结构和多层结构相结合，探讨其新的力学性能，首先通过proe软件使用，设计并构建好多层手征超结构模型，。然后通过利用abaqus软件进行数值模拟，探讨冲击速度、结构构型、结构尺寸和相对密度等参数对多层手征结构性能的影响。

然后就可以根据数据结果和已有研究材料结构数据对比，分析所构建的新型超材料结构是否可以达到我们预期想要能量吸收效率更高，抗冲击性能更高的材料范围。

2.2技术方案

本文主要是以数值模拟手段，通过设计其结构单元体和拓扑空间结构形式，然后建立多层手征超材料结构有限元模型，并进行合理的网格划分，然后通过改变不同参数来研究其力学性能及其影响规律。主要技术方案如下：

3. 研究计划与安排

第1-3周查阅相关资料，学习掌握多层结构以及手性结构的力学基础和研究现状，学习专用软件proe，完成外文翻译与提交开题报告。

第4-5周 熟练掌握proe软件使用，设计并构建好多层手征超结构模型，分析其拉压力学性能。

第6-7周 在abaqus软件中完成声呐罩模型多层手征超结构抗冲击性能分析，并得到有效的结果。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]方岱宁,张一慧,崔晓东.轻质点阵材料力学与多功能设计.北京:科学出版社;2009.

[2] evans a g, hutchinson j w, fleck n a, ashby m, wadley h. the topological design of multifunctional cellular metals. progress in materials science, 2001, 46 (3): 309-327.

[3] wallach j, gibson l. mechanical behavior of a three-dimensional truss material. international journal of solids and structures, 2001, 38 (40): 7181-7196.