第20卷第3期2023年3月铁道科学与工程学报JournalofRailwayScienceandEngineeringVolume20Number3March2023蜂窝夹层结构芯子剪切模量的实验方法姚曙光1,2，黄冲1,2，高莹1,2，许平1,2(1.中南大学轨道交通安全教育部重点实验室，湖南长沙410075；2.中南大学交通运输工程学院，湖南长沙410075)摘要：蜂窝夹层结构凭借其优良的力学性能在航空、船舶制造和车辆碰撞防护领域得到了广泛应用。蜂窝夹层结构剪切性能的测量一直是工程人员重点关注的问题，测量蜂窝夹层结构芯子剪切模量时常采用平面剪切实验方法，但对于大厚度蜂窝夹层结构平面剪切实验实现难度大，为改善这一问题，分别采用理论预测分析、平面剪切实验和三点弯曲实验的方法对蜂窝夹层结构芯子剪切模量进行测量，对比3种测量方法的差异性。利用等效板理论进行理论分析，得出芯子剪切模量的理论预测值；依据ASTMC273和ASTMC393试验标准，对蜂窝夹层结构开展了平面剪切实验与三点弯曲实验，利用ABAQUS有限元软件对平面剪切实验和三点弯曲实验分别进行了模拟仿真。结果表明：利用最小势能原理和最小余能原理进行理论分析，可以得出芯子剪切模量的预测值，预测结果误差在16%左右；平面剪切实验的测量结果较为精准，当蜂窝夹层结构厚度增大无法提供剪切试验台实验时，可以使用平面剪切有限元仿真方法获取；三点弯曲实验方法测量误差结果在10%左右，通过对三点弯曲试验的有限元模拟分析，研究三点弯曲实验中跨距深度比对试件剪切模量测量的影响，调整三点弯曲跨距深度比a/d为5时，误差能降低到4%以内。关键词：蜂窝夹层结构；有限元模拟；剪切模量；三点弯曲；平面剪切中图分类号：U270.2文献标志码：A开放科学(资源服务)标识码(OSID)文章编号：1672-7029（2023）03-1044-10ExperimentalmethodforshearmodulusofhoneycombsandwichstructurecoreYAOShuguang1,2,HUANGChong1,2,GAOYing1,2,XUPing1,2(1.KeyLaboratoryofTrafficSafetyonTrackMinistryofEducation,CentralSouthUniversity,Changsha410075,China;2.SchoolofTraffic&TransportationEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410075,China)Abstract:Honeycombsandwichstructurehasbeenwidelyusedinthefieldsofaviation,shipbuildingandvehiclecollisionprotectionduetoitsexcellentmechanicalproperties.Themeasurementofshearperformanceofhoneycombsandwichstructureshasalwaysbeenthefocusofengineers.Theplanesheartestsmethodareoft...
