Page 190 - 《爆炸与冲击》2026年第6期

第 46 卷 邓发杨，等： 多层纸蜂窝结构的冲击吸能机制及包装缓冲应用 第 6 期

算法，包括切向和法向行为，摩擦因数为 0.2；在静压模拟中，压头根据实际工况添加位移加载，向下压缩
27 mm；在冲击模拟中，冲头根据真实工况施加初速度。

2.50 mm 1.60 mm

1.25 mm 1.00 mm
图 11 不同网格尺寸的有限元模型
Fig. 11 Finite element models with different mesh sizes

4.2 Compression platen
3.9
Maximum force/kN 3.3 shell element Honeycomb core-
3.6

Face sheet-
shell element
3.0
2.7

2.4
0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4
Mesh size/mm Testing platform
图 12 不同网格尺寸下的最大冲击力 图 13 有限元模型详细视图
Fig. 12 Predicted maximum impact forces Fig. 13 Detailed view of the finite element model
for different mesh sizes

针对纸张材料的本构模型，由于纸张材料
表 4 有限元模型材料属性
的 拉 伸 试 验 是 在 准 静 态 工 况 下 完 成 的 ， 得 到
Table 4 Material properties of finite element model
0.001 s 应变率下的材料参数（表 4），而蜂窝结
−1
密度/ 弹性模量/ 屈服强度/
构 的 落 锤 冲 击 试 验 中 纸 张 材 料 的 应 变 率 可 达 模型部件 泊松比
−3
(kg·m ) GPa MPa
2
10 s 量级，需要考虑材料的应变率强化效应。
−1
蜂窝面纸 695 2.525 0.30 20.3
因此，在有限元模型中，针对纸张材料的本构参
蜂窝芯纸（0.001 s ） 520 0.800 0.32 7.3
−1
数，在保持密度、弹性模量与泊松比不变的前提
−1
蜂窝芯纸（50 s ） 520 0.800 0.32 21.4
−1
下，得到 0.001、0.01 和 0.1 s 应变率下的试验结
钢板 7 890 210.000 0.31 220.0
果（图 14），通过插值得到芯纸不同应变率下的
力学参数（表 4）。

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