[发明专利]一种点阵夹层材料等效弹性模量的计算方法

摘要

一种点阵夹层材料等效弹性模量的计算方法，属于多孔材料的等效力学性能分析与计算领域。该点阵夹层材料等效弹性模量的计算方法包括点阵芯体、点阵上面板和点阵下底板，点阵上面板承受竖直方向的均布载荷时等效为多个受力特征相同的胞元，包括受力的等效分析、等效平移、等效平移力的分解、轴向位移及端部挠度计算及竖直化、计算竖直方向的等效应变、等效应力和计算等效弹性模量步骤；该点阵夹层材料等效弹性模量的计算方法，克服了现有技术将弹性模量等效为相对密度的函数所造成的分析计算结果与实验结果相差较大的不足，充分引入了点阵夹层材料几何参数及其支梁所受压力、弯矩参数，提高了计算分析结果与实验结果的一致性，便于工程应用。

主权项

1.一种点阵夹层材料等效弹性模量的计算方法，包括点阵芯体、点阵上面板(1)和点阵下底板(3)，所述点阵上面板(1)设置在点阵芯体的顶部，点阵下底板(3)设置在点阵芯体的底部，点阵芯体包括多个支梁(2)，点阵上面板(1)承受竖直方向的均布载荷时，点阵夹层材料等效为多个受力特征相同的胞元，每个胞元均包括胞元上面板(4)、胞元下底板(5)和多个支梁(2)，支梁(2)支撑在胞元上面板(4)和胞元下底板(5)之间，其特征在于：所述计算方法包括以下步骤：S101，受力的等效分析，将点阵上面板(1)的受力等效为胞元的受力进行分析；S102，受力的等效平移，将胞元上面板(4)的受力等效平移为支梁(2)的端部受力进行分析；S103，等效平移力的分解，将步骤S102所述的支梁(2)的端部受力，在支梁(2)端部横截面的空间局部坐标系内，等效分解为沿支梁(2)长度方向的力及垂直于支梁(2)长度方向的力，同时获得支梁(2)的弯矩；S104，轴向位移及端部挠度计算，通过步骤S103所述的沿支梁(2)长度方向的力计算支梁(2)的轴向位移，通过步骤S103所述的垂直于支梁(2)长度方向的力和支梁(2)的弯矩计算支梁(2)的端部挠度；S105，轴向位移及端部挠度的竖直化，将支梁(2)的轴向位移及支梁(2)的端部挠度全部转化为支梁(2)的竖直方向的位移；S106，计算竖直方向的等效应变，通过步骤S105所述的支梁(2)的竖直方向的位移，计算胞元的竖直方向的等效应变；S107，计算竖直方向的等效应力，计算步骤S106所述的胞元的竖直方向的等效应力；S108，计算等效弹性模量，计算胞元的等效弹性模量，进而获得点阵夹层材料的等效弹性模量，等效弹性模量的计算公式为：E_eq表示点阵夹层材料的等效弹性模量，w表示支梁(2)的宽度，L表示支梁(2)的长度，α为冲压角度，β为剪切角度，d表示支梁(2)的厚度，T表示胞元上面板(4)或胞元下底板(5)的厚度，S表示胞元上面板(4)与多个支梁(2)连接平台的宽度，E表示胞元母材的弹性模量。