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摘要
纳米流控封隔器胶筒由蜂窝骨架包覆纳米流控系统构成，具有超高的吸能效率，可有效吸收射孔弹爆轰引起的压力波动，降低胶筒密封失效风险。为了解橡胶材料蜂窝支撑骨架在共面方向上的承载能力和吸能特性，建立六边形蜂窝骨架的三维模型，利用有限元分析软件，改变橡胶蜂窝骨架胞元壁厚边长比与扩展角，分析橡胶蜂窝骨架在共面压缩作用下的平均平台应力变化规律及能量吸收特性。研究结果表明：平均平台应力随壁厚边长比的增大而增大，随扩展角的增大而减小；共面压缩过程中，橡胶蜂窝骨架经历线弹性、平台区及密实化3个变形阶段；比吸能值随壁厚边长比的增大而增大，密实化阶段前，壁厚边长比越大，能量吸收速率越大，平台区越短；进入密实化阶段后，壁厚边长比越小，能量吸收速率越大，密实化区越短；得到了橡胶蜂窝骨架平均平台应力与胞元参数的关联式；壁厚边长比和扩展角的增大均可增强橡胶蜂窝骨架的能量吸收能力，但过小的壁厚和过大的扩展角都会降低蜂窝结构的稳定性。研究结果为纳米流控封隔器胶筒橡胶蜂窝骨架的设计及应用提供理论与数据支持。
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单位塔里木油田分公司油气工程研究院; 西安石油大学
