铝蜂窝材料动态压缩力学性能及吸能分析
铝合金蜂窝吸能结构参数优化设计
铝合金蜂窝吸能结构参数优化设计
赵庆龙;蔡茂;赵英男
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2024(14)15
【摘要】基于铝合金蜂窝结构轴向平压试验和数值模拟,对不同结构参数的铝合金蜂窝结构吸能特性展开评估,通过对参数质量比吸能增率的引入,表明吸能增率与质量增率为一次线性关系。
归纳得出铝合金蜂窝吸能结构参数优化设计的经验公式,经验证明,计算精度超过90%,可实现铝蜂窝吸能结构参数快速优化设计,为轻量化吸能结构的设计提供理论依据。
【总页数】4页(P21-24)
【作者】赵庆龙;蔡茂;赵英男
【作者单位】中车成型科技(青岛)有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TB31
【相关文献】
1.铝合金蜂窝结构轴向压缩吸能特性
2.双层吸波蜂窝复合材料结构优化设计
3.宽频蜂窝夹层结构吸波复合材料设计方法研究
4.高效率内旋式海参吸捕装置吸嘴结构设计及参数优化
5.手性蜂窝夹层结构椎体植入物结构参数优化设计
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铝蜂窝的动态力学性能及影响因素
铝 蜂 窝 的 动 态 力 学 性 能 及 影 响 因 素
胡玲玲， 尤帆帆
（ 山 大 学 工 学 院 应 用 力 学 与工 程 系 ， 东 广 州 ５ ０ ７ ） 中 广 １ ２５
摘 要 ： 用 显 式 动 力 有 限元 方 法研 究 了 具 有 不 同 胞 元 结 构 的 六 角 形 铝 蜂 窝 在 冲击 荷 载 下 的 力 学 性 能 ， 采 讨 论 了铝 蜂 窝 的变 形 模 式 和 动 态 承 载 力 以及 影 响 因素 。通 过 改 变 胞 壁 夹 角得 到 ５种不 同 的 胞元 结 构 ， 算 采 用 计 了 ３种 冲击 速 度 。结 果 表 明 ， 准 静 态 变 形 模 式 下 ， 元 的几 何 因素 对 铝 蜂 窝 的 承 载 力起 主 导 作 用 ； 旦 蜂 窝 在 胞 一 的 变 形 呈 现 动 态 模 式 后 ， 性 效 应 显 著 ， 蜂 窝 承 载 力 起 决 定 作 用 ， 元 几 何 因 素 的影 响 不 再 明显 ； 过 渡 模 惯 对 胞 在 式 下 ， 性 效 应 与 几 何 因 素 共 同 主导 蜂 窝 的动 态 承 载 力 ， 且 冲击 速 度 越高 ， 性 效 应 的影 响 越 大 。 惯 并 惯 关 键 词 ：固 体 力 学 ； 载力 ； 力 有 限元 方 法 ； 蜂 窝 ； 击 ； 元 结 构 ； 形 模 式 承 动 铝 冲 胞 变 中图 分 类 号 ：Ｏ３ ７ ４ 国标 学 科代 码 ： ３ １ １０５ 文献标志码 ： Ａ
１ 有 限元 模 型
采用 ＡＮＳ ／ ＳＤＹＮＡ建 立 六角形 铝 铝蜂 窝 的有 限元模 型 ， 铝蜂 窝放 置在 左右 刚性 压 板之 间 ， ＹＳ Ｌ － 将 其 中左 边 刚板 为 固定 约束 ， 右边 刚板 以恒 定速 度 向左 冲击 铝蜂 窝 ， 图 １所示 。计 算 中分 别 采用 了 ３ 如
蜂窝结构的压缩性能研究
蜂窝结构的压缩性能研究蜂窝结构是一种由许多六边形或其他多边形构成的空心结构，常见于工程领域中的材料和结构设计。
蜂窝结构具有轻质、高强度、刚性好等特点，因此在航空航天、汽车制造和建筑领域得到了广泛的应用。
本文旨在探究蜂窝结构的压缩性能，并提出有效的改进方案。
一、蜂窝结构的力学性能蜂窝结构的力学性能主要表现为承载能力和能量吸收能力。
承载能力是指结构在压缩负荷下的稳定性和强度，而能量吸收能力则是指结构在受到冲击或挤压时能够吸收和耗散能量的能力。
1. 承载能力蜂窝结构由一系列蜂窝单元构成，每个蜂窝单元相互连接形成整体结构。
蜂窝单元的形状和尺寸对结构的承载能力有着重要影响。
一般来说，蜂窝单元的边长越小、壁厚越大，则结构的强度越高。
此外，采用高强度的材料或增加蜂窝结构的层数也可以提高结构的承载能力。
2. 能量吸收能力蜂窝结构的能量吸收能力是通过结构中的屈曲、变形和破坏来实现的。
蜂窝结构具有多边形单元之间的连接关系，这种连接方式使得结构在受到外力时能够发生塑性变形，并吸收能量。
因此，蜂窝结构通常具有较好的能量吸收能力和抗冲击性能。
二、蜂窝结构的改进方案尽管蜂窝结构具有优秀的力学性能，但仍然存在一些问题，如承载能力不足、稳定性差等。
为了提高蜂窝结构的性能，可以采用以下改进方案：1. 材料优化选择高强度、低密度的材料是提高蜂窝结构性能的关键。
例如，采用高强度铝合金材料替代传统的钢材，可以在不增加重量的情况下提高结构的强度和稳定性。
2. 结构设计优化在蜂窝结构的设计中，需要考虑单元形状、尺寸和连接方式等因素。
合理设计蜂窝单元的形状和尺寸，以及优化连接方式，可以提高结构的承载能力和能量吸收能力。
3. 多层结构设计通过增加蜂窝结构的层数，可以进一步提高结构的强度和稳定性。
多层结构可以增加结构的抗压性能，适用于一些对高强度和刚性要求较高的应用场景。
三、应用前景与展望蜂窝结构由于其轻质、高强度和良好的能量吸收能力，在各个领域都有广阔的应用前景。
梯度蜂窝面外动态压缩力学行为与吸能特性研究
摘 要 蜂窝材料具有优异的抗冲击吸能特性 ． 为进一步提高蜂窝材料的比吸能与压缩力效率， 提出了一种 几何参数或材料参数沿厚度方向梯度渐变的蜂窝材料模型 ， 并针对六边形蜂窝构型 研 究 了 胞 元 壁 厚 和 屈 服 强 度 梯 度变化的蜂窝材料在面外动态压缩载荷下的力学行为与吸能特性 ． 研究结果表 明 ， 通过调控梯度变化的指数， 胞元 壁厚或母体材料屈服强度的梯度设计 均 可 有 效 降 低 初 始 峰 值 应 力 ， 并使蜂窝材料的比吸能和压缩力效率同时增 大． 研究结果可为蜂窝材料的防撞性优化设计提供新的思路 ． 关键词 蜂窝材料 ， 梯度指数 ， 比吸能 ， 压缩力效率
表 １ 四种蜂窝材料的相对密度计算公式 Ｔ ａ ｂ ｌ ｅ １ Ｆ ｏ ｒ ｍ ｕ ｌ ａ ｓ ｆ ｏ ｒ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｄ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｏ ｆ ｆ ｏ ｕ ｒ ｋ ｉ ｎ ｄ ｓ ｙ ｏ ｆ ｈ ｏ ｎ ｅ ｃ ｏ ｍ ｂ ｍ ａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ｙ 六边形蜂窝 三角形蜂窝 Ｋ ａ ｏ ｍ ｅ蜂窝 四边形蜂窝 ｇ
２ ７］ ： 缩力效率可由下式计算 ［
Ｆｍ σ ｍ （ ） Ｃ Ｌ Ｅ＝ ×１ ０ ０％＝ ×１ ０ ０％ ６ Ｆｐ σ ｐ 式中σ Ｆｍ 和 Ｆｐ 分别为平台载 荷 ｐ 为初始峰值应力 ， 和初始峰值载荷 ．
２ 蜂窝材料面外动态压缩的数值建模
加载条件与边界条件 ２． １ 几何模型 、 蜂窝 材 料 具 有 多 种 构 型 ， 为了确定具有最优吸 能特性的均匀蜂窝材料 ， 本文选取了四种常见构型 ： 六 边 形 、 三 角 形 、Ｋ ａ ｏ ｍ ｅ 和 四 边 形 ．采 用 ｇ ／ Ｂ ＡＱＵ Ｓ Ｅ ｘ ｌ ｉ ｃ ｉ ｔ对均 匀 蜂 窝 材 料 进 行 非 线 性 动 Ａ ｐ 态显示分析 ， 四种蜂 窝 材 料 的 有 限 元 模 型 如 图 １ 所 示． 胞元 四种蜂窝材料的 厚 度 均 为 ｂ＝２ ４． ９ ６ ｍｍ， 珋＝０． 相 对 密 度ρ 则胞元壁厚可 边长ｌ ＝５ ｍｍ， ０ ３ ８， 根据表 １ 中各种蜂 窝 材 料 的 相 对 密 度 公 式 得 到 ． 六 边形 、 三角形 、 ａ ｏ ｍ ｅ和四 边 形 蜂 窝 材 料 的 有 限 元 Ｋ ｇ 模型分别具有 １ ０×１ １、 １ ０×１ ０、 ９×５ 和 １ ０×１ ０ 个胞 元． 模型中 蜂 窝 材 料 置 于 上 下 两 刚 性 板 之 间 ． 加载 时， 上刚性板以一定的速度沿面外方向向下压缩 ， 下
超大轴向冲击载荷下六边形蜂窝铝结构的吸能特性优化研究
笔者采用 ＡＢＡＱＵＳ / Ｅｘｐｌｉｃｉｔ 显式动力学分析碰撞
６０ ＭＮ叠加式力标准机缓冲装置的选型奠定基础ꎮ
１ 不同结构的蜂窝铝冲击模拟
１. １ 蜂窝铝薄壁结构
蜂窝铝材料主要是通过受到冲击后压溃产生塑性
变形来吸能ꎮ 本节主要使用有限元软件 ＡＢＡＱＵＳ / Ｅｘ￣
ｐｌｉｃｉｔ [１２] ꎬ采用数值模拟的方式ꎬ通过改变蜂窝铝的壁
厚和六边形边长ꎬ来对其进行耐撞性研究ꎮ
ｗａｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ. Ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄꎬ ｔｈｅ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ｅｑｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｖａｒｉａｂｌｅ ｗａｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｗａｌｌ
ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ａｎｄ ｈｅｘａｇｏｎ ｓｉｄｅ ｌｅｎｇｔｈ ａｓ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｖａｒｉａｂｌｅｓꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｇｅｎｅｔｉｃ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｏｐｔｉｍｉｚｅ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ. Ｆｉｎａｌｌｙꎬ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ
２. Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓꎬ Ｑｕａｎｚｈｏｕ Ｎｏｒｍａｌ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＱｕａｎｚｈｏｕ ３６２０００ ꎬＣｈｉｎａꎻ
３. Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ Ｆｕｊｉａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ Ｆｕｚｈｏｕ ３５０１１８ꎬＣｈｉｎａ)
因变量的回归方程ꎬ采用遗传算法对其进行了优化设计ꎻ最后对优化结果进行了仿真验证ꎮ 研究结果表明:随着壁厚增加以及小六
蜂窝结构材料的力学性能研究
蜂窝结构材料的力学性能研究近年来，蜂窝结构材料被广泛应用于各个领域，如航空航天、汽车、建筑等。
其独特的结构和优异的力学性能使其成为工程领域的研究热点之一。
本文将探讨蜂窝结构材料的力学性能，并深入分析其力学特性。
蜂窝结构材料是由一系列具有规则排列的蜂窝状单元组成的。
这些单元通常由薄壁结构组成，形成了一个类似于蜂巢的结构。
这种结构在力学性能方面具有独特的优势。
首先，蜂窝结构的高度孔隙率和低密度使其具有出色的抗压性能。
蜂窝结构中的许多小单元能够在承受压力时相互支撑，从而增强了整体结构的抗压能力。
其次，蜂窝结构材料具有优异的吸能能力。
蜂巢状单元的规则排列使其能够在受力时发生塑性变形，从而吸收冲击能量。
此外，蜂窝结构材料还具有较高的强度和刚度，这使其在结构设计中具有广泛的应用潜力。
蜂窝结构材料的力学性能研究主要包括静态力学性能和动态力学性能两个方面。
静态力学性能主要研究蜂窝结构材料在静态加载条件下的力学行为。
通过制备不同尺寸和结构的试样，并进行拉伸、压缩、剪切等力学实验，可以获得蜂窝结构材料的弹性模量、屈服强度、破坏应变等参数。
动态力学性能则关注蜂窝结构材料在动态加载条件下的响应行为，主要包括冲击、振动等。
通过冲击试验和振动实验，可以研究蜂窝结构材料的吸能能力、动态响应特性等。
在蜂窝结构材料的力学性能研究中，还常常应用数值模拟方法进行分析。
数值模拟方法可以通过建立合适的力学模型，对蜂窝结构材料的力学行为进行预测和优化。
常用的数值模拟方法包括有限元方法、边界元方法等。
通过数值模拟方法，可以得到蜂窝结构材料在各种加载条件下的应力、变形、破坏等信息，为实际工程应用提供参考。
除了传统的蜂窝结构材料，近年来还涌现出一些新型蜂窝结构材料，如金属/陶瓷复合蜂窝结构材料。
这些新型材料具有更加复杂的结构和更高的性能要求。
因此，对于这些新型材料的力学性能研究具有重要意义。
研究人员通常从材料的结构与性能的关系出发，探索这些新型蜂窝结构材料的优化设计和应用途径。
聚氨酯泡沫填充正交梯形蜂窝铝的压缩力学性能研究
的前 提 下， 可 以 大 大 改 善 能 量 吸 收 特 性 ［１８］ 。 刘 强
等 ［１９］ 通过准静态轴向压缩试验和有限元仿真相结合
的方法，对 ＥＰＰ 泡沫填充铝蜂窝结构压缩性能的影响
进行研究，得出结论，相对未填充铝蜂窝，ＥＰＰ 泡沫填
∗∗∗杨思一 （ 通信作者） ， 男， １９６２ 年生， 山东冠县人， 汉族， 山东理工大学机械工程学院教授， 博士研究生导师， 省级中青年学术骨干和学科
带头人、 山东省专业技术拔尖人才， 享受国务院政府特殊津贴， 主要研究方向为核乏燃料运输容器填充材料、 多孔材料等。
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ｐｒｏｐｅｒｔｙ
Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒ： ＹＡＮＧ ＳｉＹｉ， Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｓｄｕｔｙａｎｇｓｉｙｉ ２０００＠ １６３．ｃｏｍ， Ｆａｘ：＋８６⁃５３３⁃２７８６９１０
ＬＵ ＳｈｉＱｉｎｇ
ＹＡＮＧ ＳｉＹｉ
ＸＩＮＧ ＹｏｕＤｏｎｇ
（ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｚｉｂｏ ２５５０００， Ｃｈｉｎａ）
摘要 为了得到具有良好压缩力学性能的填充材料，设计并制备出两种结构的正交梯形蜂窝铝（ ９０° 正交梯形蜂窝
示。 根据试验的需求，将试样与梯形板呈 ４５° 方向切
蜂窝铝轻质夹芯结构的面外压缩性能研究
河南科技Henan Science and Technology 机械与动力工程总第806期第12期2023年6月蜂窝铝轻质夹芯结构的面外压缩性能研究王海娇1谭雪友1吴怀荣2韦军昌2（1.广西科技大学创新创业学院，广西柳州545006；2.广西科技大学机械与汽车工程学院，广西柳州545006）摘要：【目的】蜂窝铝轻质夹芯结构是一种外层为铝板、中间为铝蜂窝芯的三明治结构。
因其优良的力学特性，在航空、汽车等领域得到广泛应用。
为改善蜂窝铝轻质夹芯结构的力学性能，对面外压缩性能进行研究。
【方法】使用有限元模拟法探讨孔棱边长、孔壁厚度、芯板高度和面板厚度对面外压缩性能的影响。
【结果】研究表明，蜂窝铝轻质夹芯结构的抗压性能随孔棱边长增加而降低，压缩性能随孔壁厚度增加而提升，面板厚度对夹芯结构压缩性能基本无影响。
【结论】蜂窝铝轻质夹芯结构的面外压缩性能与孔棱边长和孔壁厚度有关，与面板厚度无关。
关键词：蜂窝铝轻质夹芯结构；面外压缩性能；有限元模拟中图分类号：O3文献标志码：A文章编号：1003-5168（2023）12-0043-05 DOI：10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2023.12.008Study on the Out-of-plane Compression Performance of HoneycombAluminum Lightweight Sandwich StructureWANG Haijiao1TAN Xueyou1WU Huairong2WEI Junchang2(1.Guangxi University of Science and Technology,School of Innovation and Entrepreneurship,Liuzhou545006,China;2.Guangxi University of Science and Technology,School of Mechanical andAutomotive Engineering,Liuzhou545006,China)Abstract:[Purposes]The honeycomb aluminum lightweight sandwich structure is a sandwich structure with an outer layer of aluminum plate and an aluminum honeycomb core in the middle.Due to its excel⁃lent mechanical properties,honeycomb aluminum lightweight sandwich structure has been widely used in aviation,automobile and other fields.In order to improve the mechanical properties of honeycomb alu⁃minum sandwich structures,its out-of-plane compression performance were studied.[Methods]This study discusses the effects of hole edge length,hole wall thickness,core plate height,and panel thick⁃ness on the out-of-plane compressive performance through finite element simulation.[Findings]The re⁃search shows that the compressive performance of sandwich structures decreases with the increase of hole edge length;The compression performance of sandwich structure increases with the increase of hole wall thickness;The thickness of the panel has no effect on the compression performance and deformation process of the sandwich structure.[Conclusions]The out-of-plane compression performance of sand⁃收稿日期：2023-03-17基金项目：广西高校中青年教师科研基础能力提升项目（2023KY039）；广西科技基地和人才专项项目（桂科AD23026113）。
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Material Sciences 材料科学, 2014, 4, 96-102Published Online May 2014 in Hans. /journal/ms/10.12677/ms.2014.43015A Study on Dynamic CompressiveMechanical Behaviors of AluminumHoneycombsShuang Tang1,2, Yunlai Deng1,2, Keda Jiang2, Chenqi Lei2, Zhao Yang21School of Materials Science and Engineering, Central South University, Changsha2Key Laboratory of Nonferrous Materials Science and Engineering, Ministry of Education,Central South University, ChangshaEmail: tangshuang1998@, luckdeng@Received: Mar. 6th, 2014; revised: Apr. 2nd, 2014; accepted: Apr. 11th, 2014Copyright © 2014 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/AbstractSplit Hopkinson Pressure Bar (SHPB) method was employed to determine the compressive dy-namic mechanical properties of three kinds of honeycombs, which were made of Al alloy 5052H18 with side lengths (b) of 1.0 - 1.83 mm, foil thicknesses (t) of 0.04 - 0.06 mm and relative densities (ρ) of 0.05 - 0.06. Results indicated that: at high strain rate, the dynamic stress-strain curves of the Al honeycombs show a general "three-stage" characteristic of porous materials. The densification strains are greater than 65%. The specific range of energy absorption is 3.32 - 5.03 MJ/m3, and the range of the maximum values of energy absorption efficiency is 0.65 - 0.7. Even though only the yield stress of the Al honeycomb with the shortest side length (1 mm) is greater than itself plateau stress, all the tested Al honeycombs have the character of strain rate sensitivity. The specific energy absorption and the energy absorption efficiency have no significant difference between the two Al honeycombs with the same ratio of side lengths/foil thickness (1.0 mm/0.04 mm, 1.5 mm/0.06 mm).KeywordsAluminum Honeycomb, Dynamic Mechanical Properties, Energy Absorption, SHPB铝蜂窝材料动态压缩力学性能及吸能分析唐爽1,2，邓运来1,2，姜科达2，雷郴祁2，杨昭21中南大学材料科学与工程学院，长沙2中南大学有色金属材料科学与工程教育部重点实验室，长沙Email: tangshuang1998@, luckdeng@收稿日期：2014年3月6日；修回日期：2014年4月2日；录用日期：2014年4月11日摘要采用分离式霍普金森压杆(SHPB)技术，研究了边长为1.0~1.83 mm，箔厚度为0.04~0.06 mm，相对密度为0.05~0.06的三种5052 H18铝合金蜂窝的动态压缩行为。
结果表明：铝合金蜂窝在高应变率条件下动态压缩与其准静态压缩的应力–应变曲线均具有明显的多孔材料三阶段特征，其塑性屈服平台的应变量大于65%，单位体积吸能为3.32~5.03 MJ/m3，最大吸能效率为0.65~0.7。
虽然只有边长为最小的(1 mm)铝蜂窝的失稳屈服极限应力明显高于稳态屈服平台应力，但三种铝蜂窝的稳态屈服平台应力均具有明显的应变率敏感特性，边长/箔厚相同的两种铝蜂窝(1.0 mm/0.04 mm, 1.5 mm/0.06 mm)的体积吸能与吸能效率差别不大。
关键词铝蜂窝，动态力学特性，吸能特性，霍普金森压杆1. 引言在航天航空及武器防护等需求下，新型多孔材料的缓冲吸能特性的研究获得了广泛的关注[1] [2]。
铝蜂窝作为一种类似于自然界蜂窝形状的多孔材料，具有质量轻，比强度和比刚度高、消音和隔振性能好等特性。
特别是铝蜂窝法向压缩过程中特殊的变形模式，通过蜂窝壁的塑性变形吸收大量的能量，缓和冲击力，其已大量应用于包装、重要设备的防护及结构体内部填充以及军事工程中[3]。
目前，已有对于铝蜂窝的静态及低速冲击下缓冲吸能作用研究[4]-[6]，而在高速冲击载荷下，铝蜂窝动态力学性能及缓冲吸能特性的研究较少。
本文采用大截面铝合金霍普金森压杆进行试验，对不同规格铝蜂窝施加冲击荷载，研究其动态力学特性与吸能缓冲性能，为其在缓冲和防护领域中的使用提供理论参考。
2. 实验材料和实验方法实验用铝蜂窝，材质为铝合金5052H18，铝蜂窝试样的名义直径40 mm，不同蜂窝试样动态试验前、后的实物照片如图1所示。
各试样的特征参数列于表1。
从表1可以看出，蜂窝试样A、C的铝箔厚度相同，但试样A的边长大于C，其相对密度较小，为5%，试样C的密度为6.1%；尽管试样B、C的铝箔厚度、孔边长均不同，但其相对密度十分接近，仅相差0.1%。
本文动态压缩实验采用霍普金森压杆装置进行实验。
同时为了更深入地认识铝蜂窝试样的动态压缩特性，在进行动态压缩实验同时，对与动态压缩试样相同特征参数的试样，进行了准静态压缩试验。
准静态压缩实验在MTS 801型材料实验机上进行，通过控制压头的位移速度来控制试样的应变率，试样的应变率约为10−3s−1。
为了便于标记，此后在铝蜂窝试样A、B、C的动态压缩试验结果及分析中分别标记为D-A，D-B，D-C；准静态压缩试验结果及分析中分别标记为S-A，S-B，S-C。
霍普金森压杆装置的实验原理是基于一维弹性应力波理论，通过应变片记录试件两侧杆上的的应力波来求得试件在高应变率下其应力随应变的变化，从而得到试件在高速变形下应力–应变关系曲线。
本Figure 1. Three specifications of aluminum honeycomb samples图1. 3种规格铝蜂窝样品Table 1. Details of the samples表1. 试样明细 样品编号铝箔厚t (mm) 蜂窝边长b (mm) 相对密度 样品直径(mm) 样品厚度(mm) A0.06 1.83 5.0% 40 5 B0.04 1.0 6.0% 40 5 C 0.06 1.5 6.1% 40 5实验中，采用的霍普金森压杆试验装置，主要由子弹、入射杆、透射杆以及吸收杆组成。
为避免铝蜂窝尺寸效应的影响，实验采用了直径为40 mm 的铝合金霍普金森压杆测试系统，子弹的长度为600 mm ，入射杆和透射杆的长度均为2000 mm ，吸收杆长度为1000 mm 。
由于铝蜂窝为低阻抗材料，为有效测量入射杆和透射杆上应力波信号，实验采用了在入射杆贴灵敏度系数低的普通电阻应变片，透射杆上贴灵敏度系数较高的半导体应变片。
本试验中对入射应力波形采用了脉冲整形技术[7]-[9]，经过多次试验，选用直径10 mm ，厚度0.5 mm 的黄铜片作为脉冲整形材料。
根据一维应力波理论，可得到时间的应力、应变和应变率分别为：()()()()()()()()()000012d t i r t i r t t A E t t t A C t t t t L t t t σεεεεεεεεε =++ =−−=∫ (1)式中应力应变均以压为正，εi 、εr 及εt 分别为压杆中的入射、反射及透射应变波，E 、C 0和A 分别为压杆的弹性模量、弹性波速和横截面积，A 0和L 0分别为试样的横截面积和初始长度。
通过SHPB 测得入射波、反射波及透射波，经过公式1得到如图2不同规格的铝蜂窝，动态应变下的应力–应变曲线，动态应变率约为103 s −1。
3. 实验结果3.1 应力应变曲线分析如图2所示，铝蜂窝试样As 、B 、C 的动态和静态压缩应力–应变曲线都呈现出多孔材料典型变形三Figure 2. The quasi-static and dynamic stress-strain curves图2. 准静态与动态应力–应变曲线阶段特性：弹性变形阶段，稳定屈服阶段，致密化阶段，动态压缩应力–应变曲线与静态应力–应变曲线规律相同，由于铝蜂窝在动态压缩变形过程中，整体结构的宏观变形过程与静态压缩变形过程相同，都为：弹性变形阶段，铝蜂窝孔格壁发生弹性变形；随着应力增加到铝蜂窝孔格壁屈服应力时，蜂窝孔格壁部分发生失稳，折叠，并不断重复这个过程；当整个压缩方向铝蜂窝孔格壁折叠完成，此时进入致密化阶段，折叠屈曲蜂窝壁相互接触，样品内部孔隙不断减小，应力迅速增加，直到最终孔格完全密实化。