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Krishan Bishnoi Farzad Rostam-Abadi 美国陆军 TARDEC 沃伦，密歇根州 摘要 一种功能分级 NPR（负泊松比）材料概念已被开发用于陆军的一项关键应用——防爆。目标是开发一种综合计算设计方法和创新的结构材料概念，用于防爆导流板，该导流板可以将材料集中到最需要的区域，并利用爆炸能量调整其形状，以提高爆炸缓解和乘员保护。计算设计方法包括最佳导流板形状设计和最佳 NPR 材料分布，以进一步提高防护效果，同时最大限度地降低车辆的 CG 高度和导流板的重量。使用这种新概念制造的结构会对爆炸做出反应，并在爆炸力下重新配置，以提供最大的防爆保护。所介绍的研究工作包括两种基本的导流板设计方法：最佳导流板形状设计和创新导流板中的最佳 NPR 材料配置和分布。引言负泊松比 (NPR) 材料也称为膨胀材料 [1-2]，由于其独特的行为而备受关注。与传统材料不同，NPR 材料沿垂直方向压缩时可能会收缩，这导致材料在压缩载荷下可以自身集中以更好地抵抗载荷的独特特性。当载荷幅度增加时，它也会变得更硬、更坚固。研究发现，NPR 可以改善材料/结构性能，包括增强的耐热/抗冲击性、断裂韧性、抗压痕性和剪切模量等 [1-3]。人们研究了一系列人造 NPR 材料/结构，例如键合砖结构、典型的多孔材料（蜂窝和泡沫）、微孔聚合物和分子 NPR 材料，其中一些已经成功制造 [4-7]。作者开发了一种三维版本的 NPR 材料 [8]，具有多种应用潜力，包括图 1 所示的防爆结构。
用于防爆导流板的功能梯度 NPR（负泊松比）材料
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