基于FE-RVE方法的零泊松比蜂窝结构非线性等效计算
Nonlinear equivalent calculation of the zero Poisson ratio honeycomb structure based on FE-RVE method
- 机械强度 2025年47卷第11期 页码：26-32
- 作者机构：
大连理工大学 机械工程学院，大连 116024
- 作者简介：
SUN Shiyong, E-mail: sunshy@dlut.edu.cn
- 基金信息：国家自然科学基金项目(51975085);国家重点研发计划项目(2020YBB1506704)
DOI：DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.11.004
中图分类号： TB122收稿：2024-01-24，
修回：2024-03-16，
纸质出版：2025-11-15
- 稿件说明：
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孙士勇，韩晓缠，杨睿. 基于FE-RVE方法的零泊松比蜂窝结构非线性等效计算［J］. 机械强度，2025，47（11）：26-32.
SUN Shiyong，HAN Xiaochan，YANG Rui. Nonlinear equivalent calculation of the zero Poisson ratio honeycomb structure based on FE-RVE method［J］. Journal of Mechanical Strength，2025，47（11）：26-32.
孙士勇，韩晓缠，杨睿. 基于FE-RVE方法的零泊松比蜂窝结构非线性等效计算［J］. 机械强度，2025，47（11）：26-32. DOI： DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.11.004.
SUN Shiyong，HAN Xiaochan，YANG Rui. Nonlinear equivalent calculation of the zero Poisson ratio honeycomb structure based on FE-RVE method［J］. Journal of Mechanical Strength，2025，47（11）：26-32. DOI： DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.11.004.
摘要
零泊松比蜂窝结构在变形设计过程中存在非线性现象，对其等效弹性性能的预测分析造成了困难。为此提出了一种基于有限元（Finite Element
FE）方法与代表体元（Representative Volume Element
RVE）方法的零泊松比蜂窝结构等效计算模型。首先，通过位移约束的周期性边界条件建立RVE模型计算其等效弹性模量，并对比了壳单元和实体单元的适用性；然后，采用刚度更新方法进行蜂窝结构等效模型的非线性仿真计算，与现有理论、数值方法以及试验进行对比，验证了计算结果的准确性。最后，分析了蜂窝单胞几何参数对手风琴蜂窝结构几何非线性等效弹性模量的影响，为零泊松比蜂窝结构的非线性等效分析提供了一种高效的计算方法。
Abstract
The zero Poisson ratio honeycomb structure exhibits nonlinear phenomena in the deformation design process
which makes it difficult to predict and analyze its equivalent elastic performance. A zero Poisson ratio honeycomb structure equivalent calculation model based on the finite element (FE) method and the representative volume element (RVE) method was proposed. The RVE model was established using periodic boundary conditions with displacement constraints
and the applicability of shell elements and solid elements was compared. The stiffness updating method was used for nonlinear simulation calculation of the honeycomb structure equivalent model
and the accuracy of the calculation results was verified by comparison with existing theories
numerical methods and experiments. The influence of unit cell geometry parameters on the geometric nonlinear equivalent elastic modulus of accordion honeycomb structure was analyzed
providing an efficient calculation method for the nonlinear equivalent analysis of the zero Poisson ratio honeycomb structure.
关键词
Keywords
references
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