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摘要
基于传统内凹六边形蜂窝，引入机械超材料设计理念构造了一种曲边内凹蜂窝结构，并结合仿生学原理，设计了双同心及三同心蜂窝结构。在不同冲击速度载荷下对各种蜂窝结构的变形模式和吸能特性进行了比对分析，发现：相比于单胞数蜂窝结构，多胞数同心蜂窝结构的变形模式存在差异，在低、中、高冲击速度下均具有更高的平台应力和比吸能，且随着同心胞数增加，抗压溃能力和吸能能力越强；结合功能梯度材料设计理念，构造了四种具有同心梯度的蜂窝结构，对其在低速下的变形模式和吸能效果进行了分析，发现同心梯度的分布顺序对蜂窝结构的变形模式和吸能特性影响较大，单向逆同心梯度设计的蜂窝结构表现出较好的能量吸收特性，通过同心梯度分布设计，能够调控蜂窝结构的变形模式和吸能效果。本文结果可为蜂窝结构在工程领域的抗冲击防护结构设计提供一定的理论基础和科学依据。
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