加强筋梯度蜂窝结构

冲击吸能显著提升

通过在规则六边形蜂窝中引入加强筋，实现逐层变形和多级平台应力，从而大幅提升比吸能。

Qixuan, Zeng · Xu, Mingyang · Meng, Wang · 宋卫东 · Du, Zhonghua · Luo, Rongmei · Wang, Jiangbo · Han, Ma · 杨明川

Thin-Walled Structures 2025

参数信息

准静态比吸能提升率（WRRGH）

64.5 %

准静态比吸能提升率（VRRGH）

212.4 %

落锤冲击比吸能提升率（WRRGH）

78.9 %

落锤冲击比吸能提升率（VRRGH）

77.9 %

Kolsky 杆动态比吸能提升率（WRRGH）

227.6 %

Kolsky 杆动态比吸能提升率（VRRGH）

32.79 %

技术优势

吸能翻倍

准静态压缩下，VRRGH 的比吸能比均匀蜂窝提高 212.4%，意味着相同重量下能吸收两倍以上的能量。

动态也更强

在 Kolsky 杆动态加载下，WRRGH 的比吸能提升 227.6%，表明其在高应变率下仍保持优异的吸能能力。

多级平台应力

应力-应变曲线呈现多级平台，对应逐层变形模式，可在更宽的应变范围内维持较高的承载和吸能水平。

应用场景

• 冲击防护结构：在碰撞中逐层压溃，延长载荷传递时间，降低峰值力。
• 轻量化吸能部件：相同质量下吸收更多能量，利于轻量化设计。
• 航空航天缓冲结构：可定制梯度密度，适应复杂冲击工况下的缓冲需求。
• 智能防护工程：加筋设计可通过结构参数调控变形模式，实现性能可编程。