近期，理学院邵俊华教授、张威博士团队在轻量化多孔材料/结构的冲击动力学领域取得重要进展，成果发布在该领域国际最权威的两个期刊《Thin-Walled Structures》和《Composite Structures》上，实现了我校该领域的重大突破。

团队创新提出了一种新型蜂窝超材料，在其力学性能表征研究中取得进展，研究成果以“On in-plane crushing behavior of a combined re-entrant double-arrow honeycomb”为题发表在力学领域国际权威期刊《Thin-Walled Structures》（IF：6.40，中科院力学一区期刊）上，张威老师为论文的第一作者，硕士生王慧玲为第二作者，bat365中文官方网站邵俊华教授和西安交通大学秦庆华教授为论文的共同作者。

团队通过将该新型蜂窝超材料应用到夹芯结构中，开展新型夹芯梁的三点弯曲响应与能量吸收机理研究，再获成果，以 “Three-point bending response and energy absorption of novel sandwich beams with combined re-entrant double-arrow auxetic honeycomb cores”为题发表在力学领域国际权威期刊《Composite Structures》（IF：6.30， 中科院一区Top期刊）上。该论文第一作者为硕士生王慧玲，第二作者为邵俊华教授，张威老师为论文的通讯作者。

负泊松比蜂窝超材料是一类具有优异力学性能的新型材料，在抗冲击领域展现了巨大的应用潜力。在常见的负泊松比蜂窝结构的基础上，改进结构形式是提高其力学性能的重要途径。该研究将传统的内凹六边形蜂窝与双箭头蜂窝相结合，提出了一种新型的内凹六边形-双箭头组合蜂窝（RDAH）。通过实验、数值模拟和理论分析对其变形失效模式和应力-应变响应进行了系统研究。结果表明，在不同的冲击速度下，RDAH具有三种典型的变形失效模式。基于变形失效模式，建立了低速和高速冲击下RDAH平台应力的理论模型，理论结果与有限元模拟结果吻合较好。同时，RDAH在不同加载方向上均表现出明显的负泊松比效应。当沿水平壁方向受到准静态加载和低速冲击时，可以观察到应力-应变曲线具有两个应力平台区。相比于传统的内凹六边形蜂窝（RH）结构，RDAH的能量吸收能力更好。

图1 新型内凹六边形-双箭头组合蜂窝（RDAH）设计

在新型蜂窝超材料夹芯结构的研究中，通过准静态三点弯曲试验获得了新型夹芯结构的变形失效模式和力-位移曲线，并基于实验验证建立了可靠的数值模型。通过实验和数值模拟讨论了加载位置、面板分布、胞壁厚度、冲击速度和胞元构型对夹芯梁承载能力和能量吸收能力的影响。与传统的内凹六边形蜂窝夹芯梁相比，该新型夹芯梁具有更好的抗弯性能和吸能能力。当前的研究可以为负泊松比蜂窝超材料/结构的设计和工程应用提供新策略。

图2 新型内凹六边形-双箭头组合蜂窝夹芯结构

附：

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.tws.2023.111303

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2023.117606