● 摘要
点阵材料因其超轻、高比刚度、高比强度和满足多功能化要求等特点，近几年成为研究热点。本论文采用刚塑性理论和借助ABAQUS有限元软件研究了受均布冲击载荷的点阵材料夹芯简支梁的动力响应。首先分别对受到均布冲击载荷作用的轴向可移和不可移的点阵材料夹芯简支梁进行了刚塑性动力响应分析和弹塑性有限元分析。将理论预测的夹芯梁中点最大挠度和结构响应时间与有限元结果进行了比较，两端可移的夹芯梁的理论预测结果与有限元计算结果一致性较好，两端不可移的夹芯梁的有限元计算结果介于两种屈服条件给出的理论预测结果之间。通过与质量和材料相同的单层实心梁进行对比分析，证实了点阵材料夹芯简支梁具有很好的抗冲击性能。夹芯简支梁的最大挠度和塑性耗散能对芯层的相对密度和面板与杆元的夹角十分敏感，设计合理的夹芯梁芯层具有很好的抗冲击能力和吸能效果。文中进一步对四棱锥夹芯简支梁进行了拓扑构型优化设计。然后对四棱锥桁架夹芯梁进行了有限元分析，考察了夹芯梁的上、下面板分别简支及上下面板均简支时的芯层压缩应变和杆元变形模式。研究表明当上层面板被约束时，芯层的压缩应变最小。夹芯梁端部的夹芯杆元变形模式对简支约束位置敏感。夹芯梁的应力分布、芯层压缩、杆元变形模式对冲击载荷的形式不敏感。当考虑应变率效应时，由304不锈钢制成的夹芯梁的最大挠度小于不考虑应变率时的最大挠度。最后对矩形脉冲高载作用下的夹芯简支梁进行了刚塑性动力响应分析，给出了夹芯梁中点最大挠度和结构响应时间的表达式，并与有限元预测结果进行对比，发现两者具有较好的一致性。