层合多孔结构的裂纹扩展规律研究

许爽; 邓庆田; 李旺斐; 李新波; 宋学力; 温金鹏

doi:10.16579/j.issn.1001.9669.2025.02.004

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层合多孔结构的裂纹扩展规律研究

·疲劳·损伤·断裂·失效分析· | 更新时间：2025-02-28

- 层合多孔结构的裂纹扩展规律研究
- STUDY ON THE CRACK EXPANSION LAW OF LAMINATED POROUS STRUCTURE
- 机械强度 2025年47卷第2期页码：28-36
- 作者机构：
  
  1.长安大学理学院，西安 710064
  2.长安大学西安市结构损伤数字化检测技术重点实验室，西安 710064
  3.中国工程物理研究院总体工程研究所，绵阳 621900
- 作者简介：
  
  许爽，女，2000年生，陕西渭南人，硕士研究生；主要研究方向为多孔材料和结构力学性能；E-mail：2022112039@chd.edu.cn。
  邓庆田（通信作者），男，1980年生，陕西咸阳人，博士，副教授；主要研究方向为多孔材料和结构力学性能、损伤检测结构；E-mail：dengqt@chd.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金委员会-中国工程物理研究院NSAF联合基金项目(U1930204)
- DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.02.004
  中图分类号： O341
- 收稿日期：2023-05-29，
  
  修回日期：2023-08-05，
  
  纸质出版日期：2025-02-15
- 稿件说明：
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许爽，邓庆田，李旺斐，等. 层合多孔结构的裂纹扩展规律研究［J］. 机械强度，2025，47（2）：28-36.

XU Shuang，DENG Qingtian，LI Wangfei，et al. Study on the crack expansion low of laminated porous structure［J］.Journal of Mechanical Strength，2025，47（2）：28-36.
许爽，邓庆田，李旺斐，等. 层合多孔结构的裂纹扩展规律研究［J］. 机械强度，2025，47（2）：28-36. DOI： 10.16579/j.issn.1001.9669.2025.02.004.

XU Shuang，DENG Qingtian，LI Wangfei，et al. Study on the crack expansion low of laminated porous structure［J］.Journal of Mechanical Strength，2025，47（2）：28-36. DOI： 10.16579/j.issn.1001.9669.2025.02.004.

摘要

基于六边形和内凹形两种基本构型，采用实验测试和有限元仿真的方法，对三点弯曲作用下层合多孔结构裂纹扩展规律进行了研究，讨论了胞元铺设方向的角度对层合多孔结构破坏形式、承载力和变形的影响。结果表明，双层模型的裂纹扩展路径会向裂纹扩展抑制能力较弱层的裂纹扩展路径偏转；强度低的一侧会发生更大的变形，从而导致模型向强度高的一侧偏转；在一些角度组合下，双层模型承载力和韧性相较于对应的单层模型有明显提升。

Abstract

Based on two basic configurations of hexagonal and inner concave shapes

by utilizing experimental test and finite element simulation method

the crack expansion law of laminated porous structures under three-point bending was studied

the influence of cellular element angle of laying direction on failure mode

load capacity

and deformation of the laminated porous structures was discussed. The results indicate that the crack expansion path in the bilayer model deviates towards the weaker layer with less crack expansion inhibition capability. The weaker side experiences greater deformation

leading to a deviation of the model towards the stronger side. Under certain angle combinations

the bilayer model shows significantly improved load-bearing capacity and toughness compared to the corresponding single-layer model.

关键词

Keywords

references

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