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| 稿件标题： | TPU材料负泊松比结构缓冲性能研究 |
| 稿件作者： | 沈鲁豫1，温垚珂1，董方栋2,3，覃彬2,3，徐浩然1 |
| DOI： | 10.11809/bqzbgcxb2024.02.038 |
| 科学编辑： | 余驰 博士（ 庆安集团有限公司航空设备研究所 教授级高工） |
| 栏目名称： | 化学工程与材料科学 |
| 关键词： | 负泊松比结构；力学性能；数值模拟；3D打印；多目标优化设计 |
| 文章摘要： | 针对当前防弹头盔泡沫衬垫在头盔被枪弹钝击过程中吸能不足的问题，开展3D打印负泊松比结构柔性衬垫吸能特性研究。以热塑性聚氨酯（TPU，Thermoplastic polyurethanes）为原料，采用3D打印制造TPU拉伸试件和压缩试件，进行了打印工艺参数（打印速度、打印温度和分层厚度等）对柔性材料力学特性影响的研究；设计了不同尺寸规格的负泊松比结构并进行了准静态压缩试验，利用有限元仿真与试验结果进行了对比。结果表明：当打印层高为0.1 mm、喷头温度为200 ℃、打印速度15 mm/s时，打印试件的力学特性最优；负泊松比结构的吸能能力随着水平胞壁与弯曲胞壁的长度降低而提高，随着胞壁厚度的增加而提高，与胞壁夹角无明显规律；随后通过多目标优化设计，确定了负泊松比结构胞元的最优结构，比能量吸收相较于优化前结构得到显著增加。 |
| 稿件基金： | 瞬态冲击技术重点试验室基金项目(6142606221101);国家自然科学基金项目(11872215); 国防基础科研项目(JCKYS201909C001); 军委科技委基础加强计划技术领域基金项目(2020JCJQJJ403) |
| 引用本文格式： | 沈鲁豫，温垚珂，董方栋，等.TPU材料负泊松比结构缓冲性能研究［J］.兵器装备工程学报，2024，45(2)：291-299. SHEN Luyu, WEN Yaoke, DONG Fangdong, et al.Study on buffer performance of TPU material with negative Poisson’s ratio structure［J］.Journal of Ordnance Equipment Engineering，2024，45(2)：291-299. |
| 刊期名称： | 2024年02期 |
| 出版时间： | 2024年2月 |
| 收稿日期： | 2023年3月20日 |
| 修回日期： | 2023年4月12日 |
| 录用日期： | 2023年5月21日 |
| 上线时间： | 2024年2月28日 |
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