虾螯仿生夹层板

抗冲击性能优化

以虾螯结构为蓝本设计的新型夹层板，通过参数优化显著提升碰撞安全性能。

杨欣 · Yang, Wang · Song, Jiafeng · Yong, Zhu · Huang, Binbing · 许述财

Jilin Daxue Xuebao (Gongxueban)/Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition) 2024

参数信息

比吸能

3.080 kJ/kg

峰值碰撞力

30.700 kN

碰撞力效率

86.884 %

技术优势

碰撞力效率高

优化后碰撞力效率达 86.884%，意味着碰撞过程中载荷平稳，峰值力接近平均力，能量吸收更均匀。

预测误差小

响应面模型预测与有限元仿真结果误差在 2% 以内，可快速指导设计优化。

几何参数影响明确

弧高比 γ 对碰撞性能的影响大于梯形胞元窄底宽 B，设计时可优先调整 γ。

应用场景

• 轻质抗冲击结构：提供轻质且高比吸能的夹层结构方案，替代传统实心防护板。
• 防护夹层设计：仿生虾螯构型可提升夹层板的吸能效率，用于防护结构设计。
• 航空航天防护：高比吸能特性可减轻防护结构重量，适用于航空航天抗冲击场景。
• 碰撞安全组件：高碰撞力效率使其在碰撞中均匀吸能，适合用作碰撞安全组件。