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基于智能建造的负泊松比耗能钢板的形式设计及优化

周一一  舒展  周昌风  贾良玖  
【摘要】:随着科学技术的不断发展,通过拓扑优化结合三维打印、激光切割等工具实现的智能建造,可以大幅度提高材料和结构的性能水平。为此,设计了一种由内凹六边形单元重复交叉排列组成的负泊松比形式钢板,控制内凹六边形的纵向高度和横向厚度为定值,在刚度满足轴向力和截面积的前提下增加其能耗,并基于响应曲面法,通过控制不同的参数进行优化,实现能量最大化,在此基础上完成整个负泊松比结构的优化设计。试验表明,能量最大的凹六边形单元尺寸为内凹角度α=24. 73°、纵向与横向单元长度之比h/l=0. 7、横向与纵向单元厚度之比b_1/b_2=10。

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