三类微点阵材料初始屈服面的对比研究

摘要

本文采用传统梁理论,考虑轴力和弯矩的耦合效应,从理论上推导出三种点阵材料在复杂应力状态下的屈服面函数.随后基于梁模型对三种点阵材料的细观几何结构进行有限元模拟,得到了和理论吻合很好的数值结果.分析结果表明:弯曲主导型单胞表现出很强的各向异性,在特定的应力状态下,弯曲主导型单胞中的支柱也可能只承受拉压载荷,从而使得结构在该应力状态下的承载能力大大增强;在复杂应力状态下,有必要考虑轴力和弯矩的耦合效应,考虑耦合效应的屈服面比不考虑耦合效应的屈服面要小,并且考虑耦合效应的屈服面和数值结果吻合得更好.对比三者屈服面会发现,点阵材料在某个方向增加支柱会对该方向屈服强度有很大的提高.