CN110849750B - 不同冲击速度下蜂窝材料耐撞性能的测定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种不同冲击速度下蜂窝材料耐撞性能的测定方法，包括对蜂窝材料施加不同冲击速度下的冲击载荷，获得冲击力‑位移曲线，对冲击力‑位移曲线进行处理，获得相应的应力‑应变曲线和能量吸收效率‑应变曲线，根据应力‑应变曲线和能量吸收效率‑应变曲线得到不同冲击速度下蜂窝材料的最佳应变εM，实现对不同冲击速度下蜂窝材料耐撞性能的测定。便于用户选择所需耐撞性能的蜂窝材料，实现对蜂窝材料的合理化运用，减少能源损耗，绿色环保。

Description

不同冲击速度下蜂窝材料耐撞性能的测定方法
技术领域
本发明属于蜂窝材料性能测试技术领域，涉及一种不同冲击速度 下蜂窝材料耐撞性能的测定方法。
背景技术
在不同速度的冲击载荷下，蜂窝材料的变形模式分为三种，分别 是低速冲击下的准静态模式、中速冲击下的过渡态模式和高速冲击下 的动态模式。在不同的冲击速度下，其应力-应变曲线也具有不同的 特性。但是每一种变形模式对应的应力-应变曲线都有四个阶段：即 线弹性阶段、屈服阶段、平台区阶段和密实化阶段，线弹性阶段，在 弹性变形末端出现初始应力峰值；弹性变形后进入屈服阶段，应力急 剧下降到一个较低的水平；屈服变形后进入平台区阶段，随着应变增 大，应力水平大致恒定，在不同速度下有不同幅度的振荡，压缩应力 在某一水平值上下波动，该水平值称为平台应力；平台区变形结束后， 进入密实化阶段，此阶段应力开始急剧上升，最终远远超过初始峰应 力值，直到蜂窝材料被完全压溃。
在蜂窝材料的耐撞性应用中，被保护物品必须能够承受初始峰应 力，但是线弹性阶段吸收的能量非常小，主要的能量吸收是在平台区， 而平台区的能量吸收能力取决于平台区平均应力和密实化应变的大 小。由此可见，只有确定密实化应变，才能确定蜂窝材料的耐撞性能。
继Li等(Li K,Gao X-L,Wang J.Dynamic crushing behavior of honeycombstructures with irregular cell shapes and non-uniform cell wall thickness.IntJ Solid Struct 2007；44(14-15):5003–26.)之后，Sun 等人(Sun D,Zhang W.Mean in-plane plateau stresses of hexagonal honeycomb cores under impactloadings.Composite Structures 2009；91(2):168-85.Sun D,Zhang W,Wei Y.Mean out-of-plane dynamic plateau stresses of hexagonal honeycomb cores under impactloadings. Composite Structures 2010；92(11):2609–21.)将试件动能的第一个局部 最大值对应的应变视为密实化应变，称为实际密实化应变。Ali等(Ali M,Qamhiyah A,Flugrad D,Shakoor M.Theoretical and finite element study of a compact energyabsorber.Advances in Engineering Software 2008；39(2):95–106.)以及Gibson和Ashby(Gibson LJ,Ashby M F. Cellular solids:structures and properties,2nded.Cambridge:Cambridge University Press,1997.)使用的表达式1-ρ*/ρs计算理论密实化应变， 其中ρ*为蜂窝材料的密度，ρs为蜂窝基体材料的密度。模拟结果表 明，理论上的密实化应变总是远远大于实际的密实化应变。
在实际的缓冲应用中，如果材料变形到实际密实化应变其减震性 能不会完全耗尽，而且如果缓冲材料变形到理论密实化应变，其应力 值又远远大于初始峰应力，这就使得被保护件受到损伤。因此，在实 际密实化应变和理论密实化应变之间存在一个最合适的应变，在此定 义为“最佳应变”。只有变形至最佳应变，蜂窝材料才能既充分吸收 能量，又能保护产品。精确确定最佳应变，是蜂窝材料耐撞性能测定 的关键。
不同冲击速度下，蜂窝材料的变形模式不同，相对应的应力-应 变曲线特征也不同，其最佳应变的确定方法也不一样。明确不同冲击 速度下蜂窝材料耐撞性能的确定方法，有利于进一步准确研究冲击速 度、结构尺寸等因素对其防撞性能的影响。目前，还没有一种方法能 确定不同冲击速度下蜂窝材料的耐撞性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种不同冲击速度下蜂窝材料耐撞性能的 测定方法，能够根据蜂窝材料在不同冲击速度的应力应变规律确定出 最佳应变，进而测定出其耐撞性能。
本发明所采用的技术方案是，不同冲击速度下蜂窝材料耐撞性能 的测定方法，包括对蜂窝材料施加不同冲击速度下的冲击载荷，获得 冲击力-位移曲线，对冲击力-位移曲线进行处理，获得相应的应力- 应变曲线和能量吸收效率-应变曲线，根据应力-应变曲线和能量吸收 效率-应变曲线得到不同冲击速度下蜂窝材料的最佳应变εM，实现对 不同冲击速度下蜂窝材料耐撞性能的测定。
本发明的技术特征还在于，
具体包括以下步骤：
步骤1：在不同冲击速度下，对蜂窝材料施加冲击载荷，获得相 应的冲击力-位移曲线F-u；
步骤2：对冲击力-位移曲线F-u进行标准化处理，获得相应的应 力-应变曲线σ-ε；
步骤3：根据应力-应变曲线σ-ε计算出蜂窝材料的能量吸收效率， 获得能量吸收效率-应变曲线Ee-ε；
步骤4：通过应力-应变曲线σ-ε和能量吸收效率-应变曲线Ee-ε， 得到不同冲击速度下蜂窝材料的最佳应变εM；
步骤5：根据最佳应变εM，实现对不同冲击速度下蜂窝材料耐撞 性能的测定。
蜂窝材料耐撞性能可通过蜂窝材料的最佳单位体积能量吸收Eo、 冲击力效率Fe、最大能量吸收效率EeM、最小缓冲系数CM或最佳单 位质量比吸能Seo来确定，Eo、Fe、EeM和Seo越大，CM越小，蜂窝材 料耐撞性能越好。
步骤2中，标准化处理的具体过程为：
σ＝F/A
ε＝u/h
上式中，σ为应力，F为冲击力，A为材料在冲击方向上的横截 面面积；ε为应变，u为蜂窝材料在冲击方向上的位移，h为蜂窝材料 在冲击方向上原始高度。
步骤3的具体过程为：
步骤3.1：计算蜂窝材料在任意应变下的单位体积能量吸收E
计算应力-应变曲线σ-ε上任意一点与应变坐标轴所围图形的面 积，即对其进行积分，得到蜂窝材料在任意应变下的单位体积能量吸 收E，
Figure BDA0002221516360000041
式中，εa为应力-应变曲线σ-ε上任意一点对应的应变；
步骤3.2：根据蜂窝材料在任意应变下的单位体积能量吸收E计 算能量吸收效率Ee,
Figure BDA0002221516360000051
式中，σa为εa对应的应力；
步骤3.3：以应变ε为横轴，以能量吸收效率Ee为纵轴，绘制能 量吸收效率-应变曲线Ee-ε。
步骤4的具体过程为：
步骤4.1：判断蜂窝材料的变形模式
根据应力-应变曲线σ-ε判断所述蜂窝材料的变形模式：
若应力-应变曲线σ-ε在线弹性阶段的初始应力峰值P小于平台区 阶段中的任何应力值，且在平台区阶段，应力先快速增强，然后缓慢 增加，直到试样发生密实化，则表明蜂窝材料所受冲击为低速冲击， 变形为准静态变形模式；
若应力-应变曲线σ-ε在线弹性阶段的初始应力峰值P大于平台区 阶段中的任何应力值，且在平台区阶段，应力大致恒定，直到试样被 密实化，则表明蜂窝材料所受冲击为中速冲击，变形为过渡态变形模 式；
若应力-应变曲线σ-ε在平台区应力阶段波动幅度较大，则表明蜂 窝材料所受冲击为高速冲击，变形为动态变形模式；
如果所述蜂窝材料中蜂窝结构为圆形，还可以通过蜂窝材料所受 冲击的速度判断变形模式：
蜂窝材料受冲击时，由准静态模式向过渡态模式转变的冲击速度 为vQ1，由过渡态向动态模式转变的冲击速度为vQ2
vQ1≈15(m/s)，
Figure BDA0002221516360000061
式中，t为蜂窝材料中蜂窝的壁厚，R为蜂窝材料中蜂窝的半径；
当蜂窝材料所受冲击的速度v满足v<vQ1时，蜂窝材料的变形为 准静态变形模式；
当蜂窝材料所受冲击的速度v满足vQ1<v≤vQ2时，蜂窝材料的变 形为过渡态变形模式；
当蜂窝材料所受冲击的速度v满足v>vQ2时，蜂窝材料的变形为 动态变形模式；
步骤4.2：求取不同冲击速度下蜂窝材料的最佳应变εM
当蜂窝材料处于准静态变形模式时，相应的能量吸收效率-应变 曲线具有能量吸收效率峰值EeM，所述能量吸收效率峰值EeM对应的 应变为最佳应变εM；
当蜂窝材料处于过渡态变形模式时，在线弹性阶段，应力-应变 曲线σ-ε的初始应力峰值为σ0，在密实化阶段，σ0对应的应变为最佳 应变εM；
当蜂窝材料处于动态变形模式时，在密实化阶段前，应力-应变 曲线σ-ε的应力峰值为σmax，在密实化阶段中，σmax对应的应变为最佳 应变εM。
蜂窝材料的最佳单位体积能量吸收Eo为：
Figure BDA0002221516360000062
蜂窝材料的冲击力效率Fe为：
Fe＝σm/σmax
Figure BDA0002221516360000071
上式中，σm为平台区阶段的应力，σmax为应力-应变曲线上最佳应 变εM之前的最大应力。
蜂窝材料的最大能量吸收效率EeM为：
Figure BDA0002221516360000072
蜂窝材料的最小缓冲系数CM为：
CM＝1/(FeεM)
蜂窝材料的最佳单位质量比吸能Seo为：
Figure BDA0002221516360000073
式中，ρ*为所述蜂窝材料的密度。
本发明的有益效果是，通过蜂窝材料在不同冲击速度下的应力- 应变曲线σ-ε和能量吸收效率-应变曲线Ee-ε确定其最佳应变εM，通过 最佳应变εM计算出相应的最佳单位体积能量吸收Eo、冲击力效率Fe、 最大能量吸收效率EeM、最小缓冲系数CM或最佳单位质量比吸能Seo， 再根据这些参数确定出其耐撞性能，便于用户选择所需耐撞性能的蜂 窝材料，实现对蜂窝材料的合理化运用，节约能源，绿色环保。
附图说明
图1是本发明不同冲击速度下蜂窝材料耐撞性能的测定方法中 过渡态模式下的应力-应变曲线；
图2是本发明不同冲击速度下蜂窝材料耐撞性能的测定方法中 动态模式下的应力-应变曲线；
图3是本发明实施例中圆形铝蜂窝材料的结构示意图；
图4是本发明实施例中铝蜂窝材料在冲击速度v为3m/s时的应 力-应变曲线；
图5是本发明实施例中铝蜂窝材料在冲击速度v为3m/s时的能 量吸收效率-应变曲线；
图6是本发明实施例中铝蜂窝材料在冲击速度v为50m/s时的应 力-应变曲线；
图7是本发明实施例中铝蜂窝材料在冲击速度v为175m/s时的 应力-应变曲线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种不同冲击速度下蜂窝材料耐撞性能的测定方法，包括 对蜂窝材料施加不同冲击速度下的冲击载荷，获得冲击力-位移曲线， 对冲击力-位移曲线进行处理，获得相应的应力-应变曲线和能量吸收 效率-应变曲线，根据应力-应变曲线和能量吸收效率-应变曲线得到不 同冲击速度下蜂窝材料的最佳应变εM，实现对不同冲击速度下蜂窝材料耐撞性能的测定。
具体包括以下步骤：
步骤1：在不同冲击速度下，对蜂窝材料施加冲击载荷，获得相 应的冲击力-位移曲线F-u；
步骤2：对冲击力-位移曲线F-u进行标准化处理，获得相应的应 力-应变曲线σ-ε，标准化处理的具体过程为：
σ＝F/A (1)
ε＝u/h (2)
上式中，σ为应力，F为冲击力，A为材料在冲击方向上的横截 面面积；ε为应变，u为蜂窝材料在冲击方向上的位移，h为蜂窝材料 在冲击方向上原始高度。
步骤3：根据应力-应变曲线σ-ε计算出蜂窝材料的能量吸收效率， 获得能量吸收效率-应变曲线Ee-ε；
步骤3.1：计算蜂窝材料在任意应变下的单位体积能量吸收E
计算应力-应变曲线σ-ε上任意一点与应变坐标轴所围图形的面 积，即对其进行积分，得到蜂窝材料在任意应变下的单位体积能量吸 收E，
Figure BDA0002221516360000091
式中，εa为应力-应变曲线σ-ε上任意一点对应的应变；
步骤3.2：根据蜂窝材料在任意应变下的单位体积能量吸收E计 算能量吸收效率Ee,
Figure BDA0002221516360000092
式中，σa为εa对应的应力；
步骤3.3：以应变ε为横轴，以能量吸收效率Ee为纵轴，绘制能 量吸收效率-应变曲线Ee-ε。
步骤4：通过应力-应变曲线σ-ε和能量吸收效率-应变曲线Ee-ε， 得到不同冲击速度下蜂窝材料的最佳应变εM；
步骤4.1：判断蜂窝材料的变形模式
根据应力-应变曲线σ-ε判断所述蜂窝材料的变形模式：
若应力-应变曲线σ-ε在线弹性阶段的初始应力峰值P小于平台区 阶段中的任何应力值，且在平台区阶段，应力先快速增强，然后缓慢 增加，直到试样发生密实化，则表明蜂窝材料所受冲击为低速冲击， 变形为准静态变形模式；
若应力-应变曲线σ-ε在线弹性阶段的初始应力峰值P大于平台区 阶段中的任何应力值，且在平台区阶段，应力大致恒定，直到试样被 密实化，则表明蜂窝材料所受冲击为中速冲击，变形为过渡态变形模 式(见图1)；
若应力-应变曲线σ-ε在平台区应力阶段波动幅度较大，则表明蜂 窝材料所受冲击为高速冲击，变形为动态变形模式(见图2)；
如果所述蜂窝材料中蜂窝结构为圆形，还可以通过蜂窝材料所受 冲击的速度判断变形模式：
蜂窝材料受冲击时，由准静态模式向过渡态模式转变的冲击速度 为vQ1，由过渡态向动态模式转变的冲击速度为vQ2
Figure BDA0002221516360000101
式中，t为蜂窝材料中蜂窝的壁厚，R为蜂窝材料中蜂窝的半径；
当蜂窝材料所受冲击的速度v满足v<vQ1时，蜂窝材料的变形为 准静态变形模式；
当蜂窝材料所受冲击的速度v满足vQ1<v≤vQ2时，蜂窝材料的变 形为过渡态变形模式；
当蜂窝材料所受冲击的速度v满足v>vQ2时，蜂窝材料的变形为 动态变形模式；
步骤4.2：求取不同冲击速度下蜂窝材料的最佳应变εM
当蜂窝材料处于准静态变形模式时，相应的能量吸收效率-应变 曲线具有能量吸收效率峰值EeM，所述能量吸收效率峰值EeM对应的 应变为最佳应变εM；
当蜂窝材料处于过渡态变形模式时，在线弹性阶段，应力-应变 曲线σ-ε的初始应力峰值为σ0，在密实化阶段，σ0对应的应变为最佳 应变εM；
当蜂窝材料处于动态变形模式时，在密实化阶段前，应力-应变 曲线σ-ε的应力峰值为σmax，在密实化阶段中，σmax对应的应变为最佳 应变εM。
步骤5：根据最佳应变εM，实现对不同冲击速度下蜂窝材料耐撞 性能的测定。蜂窝材料耐撞性能可通过蜂窝材料的最佳单位体积能量 吸收Eo、冲击力效率Fe、最大能量吸收效率EeM、最小缓冲系数CM或最佳单位质量比吸能Seo来确定，Eo、Fe、EeM和Seo越大，CM越小， 蜂窝材料耐撞性能越好。
蜂窝材料的最佳单位体积能量吸收Eo为：
Figure BDA0002221516360000121
蜂窝材料的冲击力效率Fe为：
Fe＝σm/σmax (7)
Figure BDA0002221516360000122
上式中，σm为平台区阶段的应力，σmax为应力-应变曲线上最佳应 变εM之前的最大应力。
蜂窝材料的最大能量吸收效率EeM为：
Figure BDA0002221516360000123
蜂窝材料的最小缓冲系数CM为：
GM＝1/(FeεM) (10)
蜂窝材料的最佳单位质量比吸能Seo为：
Figure BDA0002221516360000124
式中，ρ*为蜂窝材料的密度。
从公式(6)～(10)中可看出，衡量蜂窝材料耐撞性能的物理 参数均与最佳应变εM有直接关系。单位体积能量吸收是应力函数对应 变的积分，其值越大表明蜂窝材料的耐撞性能越好；冲击力效率是平 台区应力平均值与局部应力最大值的比值，其值越大，表明蜂窝材料 的耐撞性越好；能量吸收效率是单位体积能量吸收除以对应的应力， 其值大小表明能量吸收能力的强弱。缓冲系数是能量吸收效率的倒数， 其值越大表明能量吸收能力越差。单位质量比吸能即单位重量的能量 吸收，其值越大表明能量吸收能力越强，也可由单位体积能量吸收除 以蜂窝材料的密度得到。
实施例
测定一种多层规则排列的圆形铝(密度为2700kg/m3)蜂窝材料 在不同冲击速度下的耐撞性能，该圆形铝蜂窝材料的蜂窝半径为3毫 米，壁厚为0.1毫米，孔深为10毫米，参照图3。
根据公式(5)可得：vQ1≈15(m/s)，
Figure BDA0002221516360000131
利用落锤冲击实验机，通过调整落锤的高度和质量，对该种蜂窝 材料施加冲击速度v为3m/s的不同载荷，得到冲击力-位移曲线F-u， 因v<vQ1，故该蜂窝材料在该冲击速度下的变形为准静态变形模式。 对冲击力-位移曲线F-u进行标准化处理，得到其应力-应变曲线和能 量吸收效率-应变曲线，图4为其应力-应变曲线，图5为其能量吸收 效率-应变曲线，从图5中可看出，该能量吸收效率-应变曲线具有能 量吸收效率峰值EeM，该蜂窝材料的能量吸收效率峰值EeM对应的应 变为0.615988，则最佳应变εM＝0.615988。
通过公式(6)可计算出该蜂窝材料在冲击速度v为3m/s时的最 佳单位体积能量吸收Eo为0.00598J/cm3。
通过公式(7)和(8)可计算出该蜂窝材料在冲击速度v为3m/s时 的冲击力效率Fe为0.747399。
通过公式(9)可计算出该蜂窝材料在冲击速度v为3m/s时的最 大能量吸收效率EeM为0.445681756。
通过公式(10)可计算出该蜂窝材料在冲击速度v为3m/s时的 最小缓冲系数CM为2.2437535。
通过公式(11)可计算出该蜂窝材料在冲击速度v为3m/s时的 最佳单位质量比吸能Seo为42.3213022J/kg。
对该种蜂窝材料施加冲击速度v为50m/s的冲击力，因15<v≤ 78，故该蜂窝材料在该冲击速度下的变形为过渡态变形模式。
绘制该蜂窝材料变形过程中的应力-应变曲线和能量吸收效率- 应变曲线，图6为其应力-应变曲线，从该图中可看出，该蜂窝材料 的应力-应变曲线σ-ε中初始应力峰值为σ0，在密实化阶段，σ0对应的 应变为0.864288，则最佳应变εM＝0.864288。
通过公式(6)可计算出该蜂窝材料在冲击速度v为50m/s时的 最佳单位体积能量吸收Eo为0.03101J/cm3。
通过公式(7)和(8)可计算出该蜂窝材料在冲击速度v为50m/s 时的冲击力效率Fe为0.331899822。
通过公式(9)可计算出该蜂窝材料在冲击速度v为50m/s时的 最大能量吸收效率EeM为0.286856935。
通过公式(10)可计算出该蜂窝材料在冲击速度v为50m/s时的 最小缓冲系数CM为3.486058。
通过公式(11)可计算出该蜂窝材料在冲击速度v为50m/s时的最佳 单位质量比吸能Seo为219.4621373J/kg。
对该种蜂窝材料施加冲击速度v为175m/s的冲击力，因175>78， 故该蜂窝材料在该冲击速度下的变形为动态变形模式。
绘制该蜂窝材料变形过程中的应力-应变曲线，图7为其应力-应 变曲线，从图7中可看出，在密实化阶段前，该蜂窝材料的应力-应 变曲线σ-ε的应力峰值为σmax，在密实化阶段中，σmax对应的应变为 0.9077029，则最佳应变εM＝0.9077029。
通过公式(6)可计算出该蜂窝材料在冲击速度v为175m/s时的 最佳单位体积能量吸收Eo为0.41415J/cm3。
通过公式(7)和(8)可计算出该蜂窝材料在冲击速度v为175m/s 时的冲击力效率Fe为0.494538674。
通过公式(9)可计算出该蜂窝材料在冲击速度v为175m/s时的 最大能量吸收效率EeM为0.44889418。
通过公式(10)可计算出该蜂窝材料在冲击速度v为175m/s时 的最小缓冲系数CM为2.227696513。
通过公式(11)可计算出该蜂窝材料在冲击速度v为175m/s时的最 佳单位质量比吸能Seo为2930.998J/kg。
根据以上计算结果可知，该圆形铝蜂窝材料在高速冲击速度下的 耐撞性能比其在低速和中速冲击速度下的好，该种材料更适用于需要 承受高速冲击速度的工况。

Claims (8)

1.不同冲击速度下蜂窝材料耐撞性能的测定方法，其特征在于，包括对蜂窝材料施加不同冲击速度下的冲击载荷，获得冲击力-位移曲线，对冲击力-位移曲线进行处理，获得相应的应力-应变曲线和能量吸收效率-应变曲线，根据应力-应变曲线和能量吸收效率-应变曲线得到不同冲击速度下蜂窝材料的最佳应变εM，实现对不同冲击速度下蜂窝材料耐撞性能的测定；
具体包括以下步骤：
步骤1：在不同冲击速度下，对蜂窝材料施加冲击载荷，获得相应的冲击力-位移曲线F-u；
步骤2：对冲击力-位移曲线F-u进行标准化处理，获得相应的应力-应变曲线σ-ε；
步骤3：根据应力-应变曲线σ-ε计算出蜂窝材料的能量吸收效率，获得能量吸收效率-应变曲线Ee-ε；
步骤4：通过应力-应变曲线σ-ε和能量吸收效率-应变曲线Ee-ε，得到不同冲击速度下蜂窝材料的最佳应变εM；
所述步骤4的具体过程为：
步骤4.1：判断蜂窝材料的变形模式
根据应力-应变曲线σ-ε判断所述蜂窝材料的变形模式：
若应力-应变曲线σ-ε在线弹性阶段的初始应力峰值P小于平台区阶段中的任何应力值，且在平台区阶段，应力先快速增强，然后缓慢增加，直到试样发生密实化，则表明蜂窝材料所受冲击为低速冲击，变形为准静态变形模式；
若应力-应变曲线σ-ε在线弹性阶段的初始应力峰值P大于平台区阶段中的任何应力值，且在平台区阶段，应力大致恒定，直到试样被密实化，则表明蜂窝材料所受冲击为中速冲击，变形为过渡态变形模式；
若应力-应变曲线σ-ε在平台区应力阶段波动幅度较大，则表明蜂窝材料所受冲击为高速冲击，变形为动态变形模式；
如果所述蜂窝材料中蜂窝结构为圆形，还可以通过蜂窝材料所受冲击的速度判断变形模式：
蜂窝材料受冲击时，由准静态模式向过渡态模式转变的冲击速度为vQ1，由过渡态向动态模式转变的冲击速度为vQ2
vQ1≈15(m/s)，
Figure FDA0003470544540000021
式中，t为蜂窝材料中蜂窝的壁厚，R为蜂窝材料中蜂窝的半径；
当蜂窝材料所受冲击的速度v满足v<vQ1时，蜂窝材料的变形为准静态变形模式；
当蜂窝材料所受冲击的速度v满足vQ1<v≤vQ2时，蜂窝材料的变形为过渡态变形模式；
当蜂窝材料所受冲击的速度v满足v>vQ2时，蜂窝材料的变形为动态变形模式；
步骤4.2：求取不同冲击速度下蜂窝材料的最佳应变εM
当蜂窝材料处于准静态变形模式时，相应的能量吸收效率-应变曲线具有能量吸收效率峰值EeM，所述能量吸收效率峰值EeM对应的应变为最佳应变εM；
当蜂窝材料处于过渡态变形模式时，在线弹性阶段，应力-应变曲线σ-ε的初始应力峰值为σ0，在密实化阶段，σ0对应的应变为最佳应变εM；
当蜂窝材料处于动态变形模式时，在密实化阶段前，应力-应变曲线σ-ε的应力峰值为σmax，在密实化阶段中，σmax对应的应变为最佳应变εM；
步骤5：根据最佳应变εM，实现对不同冲击速度下蜂窝材料耐撞性能的测定。
2.根据权利要求1所述的不同冲击速度下蜂窝材料耐撞性能的测定方法，其特征在于，所述蜂窝材料耐撞性能可通过蜂窝材料的最佳单位体积能量吸收Eo、冲击力效率Fe、最大能量吸收效率EeM、最小缓冲系数CM或最佳单位质量比吸能Seo来确定，Eo、Fe、EeM和Seo越大，CM越小，蜂窝材料耐撞性能越好。
3.根据权利要求1所述的不同冲击速度下蜂窝材料耐撞性能的测定方法，其特征在于，所述步骤2中，标准化处理的具体过程为：
σ＝F/A
ε＝u/h
上式中，σ为应力，F为冲击力，A为材料在冲击方向上的横截面面积；ε为应变，u为蜂窝材料在冲击方向上的位移，h为蜂窝材料在冲击方向上原始高度。
4.根据权利要求1所述的不同冲击速度下蜂窝材料耐撞性能的测定方法，其特征在于，所述步骤3的具体过程为：
步骤3.1：计算蜂窝材料在任意应变下的单位体积能量吸收E
计算应力-应变曲线σ-ε上任意一点与应变坐标轴所围图形的面积，即对其进行积分，得到蜂窝材料在任意应变下的单位体积能量吸收E，
Figure FDA0003470544540000041
式中，εa为应力-应变曲线σ-ε上任意一点对应的应变；步骤3.2：根据蜂窝材料在任意应变下的单位体积能量吸收E计算能量吸收效率Ee,
Figure FDA0003470544540000042
式中，σa为εa对应的应力；步骤3.3：以应变ε为横轴，以能量吸收效率Ee为纵轴，绘制能量吸收效率-应变曲线Ee-ε。
5.根据权利要求2所述的不同冲击速度下蜂窝材料耐撞性能的测定方法，其特征在于，所述蜂窝材料的最佳单位体积能量吸收Eo为：
Figure FDA0003470544540000043
6.根据权利要求5所述的不同冲击速度下蜂窝材料耐撞性能的测定方法，其特征在于，所述蜂窝材料的冲击力效率Fe为：
Fe＝σm/σmax
Figure FDA0003470544540000044
上式中，σm为平台区阶段的应力，σmax为应力-应变曲线上最佳应变εM之前的最大应力。
7.根据权利要求6所述的不同冲击速度下蜂窝材料耐撞性能的测定方法，其特征在于，所述蜂窝材料的最大能量吸收效率EeM为：
Figure FDA0003470544540000051
8.根据权利要求6所述的不同冲击速度下蜂窝材料耐撞性能的测定方法，其特征在于，所述蜂窝材料的最小缓冲系数CM为：
CM＝1/(FeεM)
所述蜂窝材料的最佳单位质量比吸能Seo为：
Figure FDA0003470544540000052
式中，ρ*为所述蜂窝材料的密度。
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