發(fā)布時(shí)間：2021-05-14所屬分類(lèi)：工程師職稱(chēng)論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要:隨著結(jié)構(gòu)防護(hù)設(shè)計(jì)理念的發(fā)展，眾多新興的填充多胞元抗沖擊防護(hù)結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn)。國(guó)內(nèi)外的研究表明，填充多胞元抗沖擊防護(hù)結(jié)構(gòu)的綜合特性相對(duì)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)有較大改善，其結(jié)構(gòu)的整體優(yōu)化方向也由傳統(tǒng)的線性設(shè)計(jì)方法衍生出各類(lèi)非線性及多材料復(fù)合設(shè)計(jì)方法。針對(duì)各
摘要:隨著結(jié)構(gòu)防護(hù)設(shè)計(jì)理念的發(fā)展，眾多新興的填充多胞元抗沖擊防護(hù)結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn)。國(guó)內(nèi)外的研究表明，填充多胞元抗沖擊防護(hù)結(jié)構(gòu)的綜合特性相對(duì)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)有較大改善，其結(jié)構(gòu)的整體優(yōu)化方向也由傳統(tǒng)的線性設(shè)計(jì)方法衍生出各類(lèi)非線性及多材料復(fù)合設(shè)計(jì)方法。針對(duì)各類(lèi)填充多胞元結(jié)構(gòu)，從力學(xué)性能、破壞模式與防護(hù)特性等方面進(jìn)行論述，歸納各類(lèi)填充多胞元結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)力學(xué)理論計(jì)算方法和結(jié)構(gòu)響應(yīng)特性，并對(duì)填充多胞元抗沖擊防護(hù)結(jié)構(gòu)的發(fā)展予以展望。所做研究可為填充多胞元抗沖擊防護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式、優(yōu)化設(shè)計(jì)與應(yīng)用方向等提供參考。
關(guān)鍵詞：填充多胞元結(jié)構(gòu);抗沖擊防護(hù)結(jié)構(gòu);力學(xué)特性;吸能特性;防護(hù)性能
0引 言
抵御沖擊載荷的防護(hù)思想主要包括2個(gè)方面[1-2]：一是載荷耗散，即從空間和時(shí)間上降低載荷的集中程度，空間上，將點(diǎn)分布集中的沖擊載荷耗散為面分布沖擊載荷，降低載荷的集中程度，時(shí)間上，將作用峰值大、作用時(shí)間短的強(qiáng)瞬態(tài)沖擊載荷耗散為峰值相對(duì)較小、作用時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)的沖擊載荷或準(zhǔn)靜態(tài)載荷;二是能量吸收，即將沖擊載荷的能量轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)的變形能。
憑借良好的結(jié)構(gòu)特性和多樣的組合方法，各類(lèi)多胞元結(jié)構(gòu)逐漸受到重視。在此基礎(chǔ)上，利用多胞元結(jié)構(gòu)中彈塑性波的傳播特性和壓縮坍塌變形吸能特性，結(jié)合梯度功能[3]、負(fù)泊松比[4]、多功能材料[5]等新興設(shè)計(jì)理念，對(duì)傳統(tǒng)的板殼防護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行區(qū)域優(yōu)化及合理填充，可以得到理想的整體靜、動(dòng)力學(xué)性能的填充多胞元抗沖擊防護(hù)結(jié)構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)化設(shè)計(jì)。
由于胞元基材和填充物質(zhì)的多樣化，以及各級(jí)胞元布置方法的差異化，各種填充胞元的模量、強(qiáng)度、泊松比、相對(duì)密度等力學(xué)、物理性能有所區(qū)別，各類(lèi)填充多胞元抗沖擊防護(hù)結(jié)構(gòu)在不同速度尺度和邊界條件下的變形及吸能機(jī)理不盡相同，其沖擊動(dòng)力學(xué)特性差異較大[6-7]，以此組成的填充多胞元抗沖擊防護(hù)結(jié)構(gòu)的防護(hù)性能也各不相同，有著很好的可設(shè)計(jì)性，可以按照不同的沖擊載荷特性和防護(hù)需求對(duì)胞元結(jié)構(gòu)、填充材料、填充方式等進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，從而達(dá)到理想的防護(hù)性能。
本文擬選取3類(lèi)典型的胞元結(jié)構(gòu)，對(duì)其填充類(lèi)別、靜/動(dòng)態(tài)力學(xué)性能、破壞模式、應(yīng)變率效應(yīng)以及波的傳播特性等進(jìn)行綜述，論述爆炸沖擊波、高速破片及其聯(lián)合載荷作用下填充多胞元結(jié)構(gòu)的防護(hù)性能，總結(jié)給出填充多胞元防護(hù)結(jié)構(gòu)的幾個(gè)發(fā)展方向。
1基礎(chǔ)力學(xué)性能
由于填充多胞元抗沖擊防護(hù)結(jié)構(gòu)大都可以視為諸多單胞元的有機(jī)組合，故其基礎(chǔ)力學(xué)性能存在著一定的一般性規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)該類(lèi)結(jié)構(gòu)的諸多理論分析方法得以提出和運(yùn)用。
1.1宏觀性能
ρ¯在低速和高速?zèng)_擊時(shí)，相對(duì)密度是影響填充多胞元結(jié)構(gòu)密實(shí)應(yīng)變的重要指標(biāo)[8]。對(duì)于宏觀填充多胞元結(jié)構(gòu)，相對(duì)密度一般為結(jié)構(gòu)截面積與結(jié)構(gòu)外輪廓截面積的比值。
1.2靜態(tài)力學(xué)性能
彈性模量、泊松比、剪切模量等是填充多胞元結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)的重要參數(shù)。由于填充多胞元結(jié)構(gòu)的復(fù)合性，需要使用等效彈性參數(shù)這一概念來(lái)描述其類(lèi)似的性能。對(duì)于六角形蜂窩單胞元結(jié)構(gòu)，Gibson等[17]提出通過(guò)胞元的長(zhǎng)度、厚度和內(nèi)角等來(lái)表示二維等效彈性參數(shù)。
然而，對(duì)于宏觀填充時(shí)結(jié)構(gòu)中的每個(gè)單胞元來(lái)說(shuō)，其外側(cè)胞元壁的伸縮剛度不可忽略。富明慧等[18]針對(duì)該問(wèn)題對(duì)Gibson公式進(jìn)行精確化，提高了理論計(jì)算時(shí)芯層彈性矩陣的穩(wěn)定性。朱秀芳等[19]使用修正后的Gibson公式得到了負(fù)泊松比單胞元的等效彈性參數(shù)。
針對(duì)宏觀填充多胞元結(jié)構(gòu)等效參數(shù)的研究大多以單胞元理論為基礎(chǔ)，然后在宏觀層面進(jìn)行歐拉–伯努利梁簡(jiǎn)化。Kim等[20]在此基礎(chǔ)上提出了適用于不均勻支撐狀態(tài)的蜂窩胞元力學(xué)模型，減小了不同計(jì)算方向上因胞元壁厚不一致所帶來(lái)的誤差。梁森等[21]進(jìn)一步通過(guò)數(shù)值模擬，對(duì)Gibson等[17]提出的等效彈性參數(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)化，結(jié)果顯示，胞元的材料剛度直接影響了結(jié)構(gòu)面內(nèi)剛度，但結(jié)構(gòu)面內(nèi)等效泊松比則只與填充胞元的規(guī)格參數(shù)有關(guān);而對(duì)于細(xì)觀和多重填充多胞元結(jié)構(gòu)，由于填充物的不均勻性，其整體結(jié)構(gòu)等效彈性參數(shù)計(jì)算較為復(fù)雜。Silva等[22]提出了適用于非周期性不均勻填充多胞元結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特性方程，為解決該類(lèi)問(wèn)題提供了一大方案。
此外，平臺(tái)應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)的吸能特性分析來(lái)說(shuō)也尤為重要。填充多胞元結(jié)構(gòu)的本構(gòu)關(guān)系可等效為如圖1所示，其曲線分為3個(gè)區(qū)域：線彈性區(qū)、應(yīng)力平臺(tái)區(qū)和密實(shí)區(qū)。在應(yīng)力平臺(tái)區(qū)，結(jié)構(gòu)內(nèi)各層胞元會(huì)相互擠壓變形，隨后，完成壓實(shí)、應(yīng)力急劇上升直至結(jié)構(gòu)破壞。
1.3動(dòng)態(tài)力學(xué)性能
1.3.1應(yīng)變率效應(yīng)
區(qū)別于準(zhǔn)靜態(tài)載荷，在填充多胞元結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)力學(xué)行為研究中，材料的應(yīng)變率效應(yīng)較為突出。結(jié)構(gòu)的應(yīng)變率效應(yīng)一般分為2個(gè)部分：一是基材本身的應(yīng)變率效應(yīng)，即隨著應(yīng)變率的提高，材料會(huì)從韌性破壞變?yōu)榇嘈云茐模瑥亩嵘Y(jié)構(gòu)的抗沖擊強(qiáng)度[29];二是對(duì)于整體結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，隨著動(dòng)載荷下應(yīng)變率的增加，其平臺(tái)應(yīng)力和能量吸收量會(huì)有所提高[30-31]。研究發(fā)現(xiàn)[30，32-34]，環(huán)境溫度、單胞元結(jié)構(gòu)參數(shù)、相對(duì)密度、沖擊速度、結(jié)構(gòu)梯度設(shè)置等都會(huì)對(duì)應(yīng)變率效應(yīng)產(chǎn)生影響。
1.3.2動(dòng)強(qiáng)度特性
當(dāng)結(jié)構(gòu)慣性不能忽略時(shí)，填充多胞元結(jié)構(gòu)在高應(yīng)變率加載下的響應(yīng)與靜載荷作用下相比差異較大，因此，針對(duì)其動(dòng)強(qiáng)度，特別是固有頻率問(wèn)題的研究尤為重要。
Lim[40]和Scarpa等[41]分別利用一階變形理論研究板殼結(jié)構(gòu)的固有頻率問(wèn)題后發(fā)現(xiàn)，單胞元的幾何單元參數(shù)與結(jié)構(gòu)頻率有著匹配關(guān)系，可通過(guò)改變單胞元的幾何參數(shù)來(lái)改善結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性。但由于類(lèi)似的低階理論多采用小撓度理論，即垂直于中面的直線在變形中保持不變形[42]，而對(duì)于胞元內(nèi)填充柔性填充物的多胞元結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)其變形又不可忽略，因此，對(duì)于此情況應(yīng)采用高階理論來(lái)進(jìn)行分析。Reddy[43]基于Rayleigh-Ritz法與Navier法提出了三階剪切變形理論。邸馗等[42]在此基礎(chǔ)上將芯層等效為正交異性層進(jìn)行分析后認(rèn)為，固有頻率參數(shù)與邊界條件亦有關(guān)。朱秀芳等[19]結(jié)合Hamilton原理推導(dǎo)出了四邊簡(jiǎn)支的負(fù)泊松比多胞元夾層板的偏微分運(yùn)動(dòng)方程，發(fā)現(xiàn)負(fù)泊松比蜂窩夾芯板的固有頻率要小于正泊松比蜂窩夾芯板。董寶娟等[44]考慮了蜂窩芯層梯度沿面內(nèi)方向變化時(shí)多胞元夾層板的振動(dòng)特性，比較了各類(lèi)梯度填充多胞元結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性。
綜上可以看出，填充多胞元結(jié)構(gòu)的動(dòng)強(qiáng)度特性主要與其單胞元構(gòu)型、梯度設(shè)置和邊界條件有關(guān)。同時(shí)，固有模態(tài)、頻率等動(dòng)強(qiáng)度參數(shù)分析也是證明各類(lèi)填充多胞元結(jié)構(gòu)優(yōu)良結(jié)構(gòu)特性的一個(gè)較好方法。
1.3.3波的傳播與振動(dòng)特性
衰減入射應(yīng)力波是填充多胞元結(jié)構(gòu)的一大防護(hù)思想。由于多胞元壁面和填充物材質(zhì)的區(qū)別，應(yīng)力波在每個(gè)突變面都會(huì)發(fā)生反射和透射，并且在在特定的頻段內(nèi)會(huì)因無(wú)法傳播而形成阻帶(帶隙)，而通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)阻帶進(jìn)行調(diào)整可以達(dá)到削減應(yīng)力波、保護(hù)結(jié)構(gòu)的目的。
阻帶的形成受胞元材料、構(gòu)型、排列方式、約束模式等多因素的影響，其機(jī)理研究主要可以分為局域共振理論和布拉格散射理論[45]，即分別通過(guò)周期結(jié)構(gòu)和散射體對(duì)入射應(yīng)力波進(jìn)行衰減。贠昊等[46]通過(guò)帶隙研究證實(shí)了負(fù)泊松比結(jié)構(gòu)優(yōu)良的阻帶特性。孫修展[47]和陳紹婷[48]分別從應(yīng)力波傳播及阻帶形成機(jī)理方面研究了點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)和蜂窩結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力波的頻散特性，發(fā)現(xiàn)胞元規(guī)格和相對(duì)密度對(duì)阻帶的產(chǎn)生具有重要作用。Ruzzene等[49]發(fā)現(xiàn)周期性放置在板上的不同形狀的負(fù)泊松比型材會(huì)引入適當(dāng)?shù)淖杩故洌勺柚共ㄔ谥付l段以及特定方向上的傳播。Liu等[50]討論了面板厚度和材料性能以及芯中夾雜物的填充率對(duì)阻帶的影響。孟俊苗[51]則發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)頻率是隨著邊界條件約束的增強(qiáng)而增高的。
另外，一維應(yīng)力波理論、波陣面上的質(zhì)量守恒及動(dòng)量守恒定律也是研究填充多胞元結(jié)構(gòu)應(yīng)力波傳播特性的常用方法。Lim等[52]針對(duì)波紋夾芯板中應(yīng)力波的傳播及振動(dòng)模態(tài)進(jìn)行了理論分析。趙轉(zhuǎn)等[53]以一維應(yīng)力波傳播理論為基礎(chǔ)，運(yùn)用動(dòng)量守恒定律提出了剛性質(zhì)量塊撞擊固定泡沫圓桿的理論模型，求得了各界面速度隨時(shí)間變化的規(guī)律的數(shù)值解。
2填充多胞元抗沖擊防護(hù)結(jié)構(gòu)
在沖擊防護(hù)領(lǐng)域，填充多胞元抗沖擊防護(hù)結(jié)構(gòu)一般由外側(cè)板殼類(lèi)壁板以及內(nèi)部芯層的諸多胞元組成，其胞元種類(lèi)繁雜且分類(lèi)方法較多。從固體力學(xué)研究的角度出發(fā)，填充多胞元抗沖擊防護(hù)結(jié)構(gòu)可以分為宏觀填充多胞元結(jié)構(gòu)、細(xì)觀填充多胞元結(jié)構(gòu)和多重填充多胞元結(jié)構(gòu)3類(lèi)。
2.1宏觀填充多胞元結(jié)構(gòu)
對(duì)于宏觀填充多胞元結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部胞元的構(gòu)型及排布較為明顯和直觀。從厘米到米的宏觀尺度上來(lái)看，其內(nèi)部填充芯層一般由以各類(lèi)金屬、塑料或復(fù)合材料為基材的板殼面、桁架、節(jié)點(diǎn)等組成(圖3)，代表的結(jié)構(gòu)類(lèi)型有各類(lèi)夾層結(jié)構(gòu)、類(lèi)蜂窩結(jié)構(gòu)及點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)。
夾層結(jié)構(gòu)的芯層填充部分主要由板材構(gòu)成，其整體性質(zhì)受芯層的材料、形狀、結(jié)構(gòu)參數(shù)，以及其與外側(cè)面板的聯(lián)結(jié)方式等因素影響。Dayyani等[54]針對(duì)該類(lèi)夾層結(jié)構(gòu)的力學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用進(jìn)行了綜述。相對(duì)于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，由于有著天然的空隙分布和定向剛度優(yōu)勢(shì)，夾層結(jié)構(gòu)在特定方向上有著更好的抗壓、抗彎和減振性能。
類(lèi)蜂窩結(jié)構(gòu)的芯層主要由種類(lèi)眾多且性質(zhì)各異的類(lèi)蜂窩單胞元組成。從局部單胞元看，同材料不同幾何構(gòu)型，如常規(guī)構(gòu)型[55]、負(fù)泊松比構(gòu)型[16]、手型構(gòu)型[56]、拉脹構(gòu)型[57]等結(jié)構(gòu)的性質(zhì)不一[58]，而同材料同幾何構(gòu)型的蜂窩單胞元的特性則會(huì)受壁厚、角度、比例長(zhǎng)度等參數(shù)的影響[59]。從整體結(jié)構(gòu)看，胞元的組合方式對(duì)多胞元類(lèi)蜂窩結(jié)構(gòu)的整體性質(zhì)也有著較大影響，其排列設(shè)置以胞元壁厚度、胞元體高度、比例距離等規(guī)格參數(shù)變化[44，60]或胞元材料屈服強(qiáng)度、基材復(fù)合配置等力學(xué)性質(zhì)變化[61]為主。另外，對(duì)稱(chēng)布置概念[6]和梯度復(fù)合布置概念[62]在多胞元類(lèi)蜂窩結(jié)構(gòu)中的運(yùn)用也較為廣泛。
此外，胞元缺陷或隨機(jī)無(wú)序填充對(duì)整體結(jié)構(gòu)的力學(xué)行為也有一定影響。Guo等[63]和Silva等[64]研究發(fā)現(xiàn)，蜂窩結(jié)構(gòu)的彈性和屈服特性以及失效模式等與初始缺陷的位置、密度和排列有關(guān)。Chen等[65]分析了胞元壁缺陷對(duì)屈服強(qiáng)度的量化影響，發(fā)現(xiàn)缺陷的增加會(huì)降低整體強(qiáng)度。同時(shí)，也有研究[66-67]發(fā)現(xiàn)，無(wú)序填充多胞元結(jié)構(gòu)各向異性變形形態(tài)會(huì)隨著不規(guī)則性的增加而減弱，缺陷分布不均勻性也會(huì)隨著缺陷量的增加而弱化，從而提高結(jié)構(gòu)的能量吸收能力。所以，胞元空缺和不均勻排列帶來(lái)的性能影響存在著邊界，應(yīng)根據(jù)實(shí)際工況分析。
相關(guān)期刊推薦：《艦船科學(xué)技術(shù)》本刊選題范圍涵蓋艦船理論研究、艦船高新技術(shù)和實(shí)用技術(shù)、艦船系統(tǒng)工程，以及與艦船相關(guān)的內(nèi)容，欄目設(shè)置突出綜合性特點(diǎn)，內(nèi)容包括艦船總體、船用動(dòng)力、艦載武器設(shè)備、電子與光學(xué)設(shè)備、船用機(jī)電設(shè)備、設(shè)備選型、艦用材料和艦船防護(hù)、科研管理、學(xué)術(shù)討論、信息報(bào)道等。
相比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)在保持剛度和強(qiáng)度的同時(shí)還大大減小了質(zhì)量。從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)上來(lái)說(shuō)，點(diǎn)陣夾芯結(jié)構(gòu)芯層中桁架和點(diǎn)的構(gòu)造是對(duì)波紋夾層結(jié)構(gòu)芯層面的簡(jiǎn)化，這在該類(lèi)結(jié)構(gòu)的嵌鎖制備方法(圖4)中有所體現(xiàn)，其胞元輪廓構(gòu)型特點(diǎn)與蜂窩結(jié)構(gòu)相似，區(qū)別在于胞元構(gòu)型的組合趨于多方向和多維度，組合方式也更為多樣[68]。隨著3D打印等技術(shù)的發(fā)展，復(fù)雜點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的制備更加便捷，相應(yīng)的模塊點(diǎn)陣優(yōu)化方法也不斷出現(xiàn)[69]。然而，受制備水平的限制，復(fù)雜點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的缺陷變得更突出，有必要予以重視。
2.2細(xì)觀填充多胞元結(jié)構(gòu)
在結(jié)構(gòu)內(nèi)填充各類(lèi)泡沫、陶瓷、混凝土等物質(zhì)，即形成細(xì)觀填充多胞元結(jié)構(gòu)。從微米到毫米級(jí)的細(xì)觀尺度上看，這一類(lèi)填充物由多個(gè)胞元組成(圖5)，并可簡(jiǎn)化形成相應(yīng)的多胞有限元模型[71-72]。細(xì)觀填充多胞元結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性主要受填充材料性質(zhì)的影響，根據(jù)防護(hù)機(jī)理，填充材料可以分為剛性和柔性2類(lèi)。
剛性填充材料，如金屬泡沫、陶瓷、混凝土等[73-75]的剛度和硬度較大，在受到外部沖擊時(shí)可以通過(guò)撞擊破碎來(lái)減小沖擊物的動(dòng)能，從而對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)。Santosa等[74]研究發(fā)現(xiàn)，在等質(zhì)量條件下，結(jié)構(gòu)填充泡沫鋁與增加壁厚相比有著更好的抗沖擊能力。但該類(lèi)填充材料受沖擊時(shí)易與外側(cè)壁板產(chǎn)生滑移失效，故填充物的選擇需結(jié)合外側(cè)壁板綜合予以考慮，并適當(dāng)加入黏結(jié)層進(jìn)行聯(lián)結(jié)。陳智勇等[75]提出，當(dāng)填充陶瓷材料時(shí)，纖維材料壁板與填充物間有著較傳統(tǒng)金屬壁板更好的粘結(jié)強(qiáng)度。何煌等[76]針對(duì)黏結(jié)層對(duì)結(jié)構(gòu)抗彈性能的影響做了進(jìn)一步研究。
柔性填充材料為剛度較小的聚氨酯、聚脲彈性體等[77-79]。由于自身良好的韌性和應(yīng)力擴(kuò)散性質(zhì)，通過(guò)該類(lèi)材料優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)能量吸收值和比吸能值得到了有效提高[77]。薛啟超[78]和翟文等[79]分別討論了該類(lèi)彈性填充物對(duì)準(zhǔn)靜態(tài)載荷作用下外側(cè)壁板塑性開(kāi)裂的約束作用，和沖擊載荷下結(jié)構(gòu)擴(kuò)孔效應(yīng)的弱化作用，結(jié)果證明，該類(lèi)填充多胞元結(jié)構(gòu)具有良好的靜、動(dòng)態(tài)力學(xué)特性。
2.3多重填充多胞元結(jié)構(gòu)
多重填充多胞元結(jié)構(gòu)(圖6)是指在宏觀填充多胞元結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對(duì)其內(nèi)部空隙適當(dāng)填入細(xì)觀填充多胞元材料的結(jié)構(gòu)，其綜合了兩類(lèi)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，整體性質(zhì)受填充物類(lèi)別和填充方式的影響較大。
從填充物類(lèi)別來(lái)看，對(duì)于剛性材料填充的多重填充多胞元結(jié)構(gòu)，周宏元等[80]和Wadley等[81]分別證實(shí)了混凝土填充材料的強(qiáng)化能量吸收能力和陶瓷填充材料的弱化沖塞剪切效應(yīng);對(duì)于柔性材料填充的多重填充多胞元結(jié)構(gòu)，聚氨酯泡沫、聚脲彈性體、橡膠、粘彈性阻尼材料等物質(zhì)均展現(xiàn)出了良好的填充優(yōu)化性能[77，82-83]。此外，復(fù)合材料填充的復(fù)合填充多胞元結(jié)構(gòu)概念也較為新穎，這一類(lèi)材料的結(jié)構(gòu)壁板和填充物質(zhì)一般由多種材料復(fù)合而成[27]，使結(jié)構(gòu)的局部防護(hù)性能得到了進(jìn)一步提高。
從填充方法來(lái)看，多重填充多胞元結(jié)構(gòu)的填充方法可以分為均勻填充法、不均勻填充法和隨機(jī)填充法3種。其中均勻填充法是指對(duì)結(jié)構(gòu)的特定面進(jìn)行均勻劃分后對(duì)劃分區(qū)域進(jìn)行選擇性填充[84-85];不均勻填充法一般是對(duì)結(jié)構(gòu)的輪廓面進(jìn)行不規(guī)則劃分并進(jìn)行選擇性填充，其在不規(guī)則輪廓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)力學(xué)響應(yīng)針對(duì)性設(shè)計(jì)中使用較多[86-87];隨機(jī)填充法則是進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)性或隨機(jī)數(shù)式的區(qū)域填充設(shè)計(jì)，這一類(lèi)方法引入了線性同余等隨機(jī)算法，已被證實(shí)擁有較好的填充效果[88]。填充方法的選擇與填充材料的性質(zhì)關(guān)系很大[86]，需要根據(jù)具體的防護(hù)方向進(jìn)行恰當(dāng)選擇。——論文作者：趙著杰，侯海量*，李典
