仿蛋壳抗冲击薄壁结构

双自防护机制

曲率驱动裂纹非同步扩展形成蛛网图案,蛋清粘度缓冲冲击,为轻质薄壁结构抗冲击设计提供新思路。

Chen, Cong · Wang, Xianheng · 刘岩 · Li, Yiran · Tang, Kaitao · 邱信明

Thin-Walled Structures 2024

参数信息

冲击响应阶段数
4
自防护机制数量
2

技术优势

冲击响应分四阶段

无论内容物如何,蛋壳在相同输入动能下均呈现四个阶段,这一规律为结构设计提供了可预测的响应模式。

裂纹异步扩展成蛛网

曲率导致裂纹沿厚度方向非同步扩展,形成铰链模式和蛛网状裂纹网络,增大了能量吸收面积,抑制了灾难性破坏。

蛋清粘度缓冲冲击

蛋清的粘度在冲击过程中提供损伤抵抗力,保护蛋壳,表明内部流体填充可用于耗散能量,提高结构耐撞性。

双自防护机制

蛋在冲击下存在两种自防护机制,为设计新型结构提供了重要的仿生启发,可直接指导薄壁结构优化。

应用场景