以弯拉应变和应变能密度为主要评价指标,研究了橡胶粉表面改性和掺量、纤维掺量、砂率和水灰比等因素对橡胶混凝土弯曲韧性的影响,并通过方差分析得出了影响弯曲韧性的关键因素。试验结果表明,橡胶粉表面改性能明显提高橡胶混凝土的弯拉应变和应变能密度,显著改善弯曲韧性;随着橡胶粉和纤维掺量的增大,弯拉应变和应变能密度呈现先增大后减小的变化规律,当橡胶粉掺量为10%,纤维掺量为1.0%时,弯曲韧性最好;当砂率小于0.32时,增大砂率能提高弯曲韧性,而当砂率大于0.32时,再增大砂率反而会使弯曲韧性降低;弯拉应变和应变能密度随水灰比的增大呈抛物线规律变化,当水灰比为0.39时,弯曲韧性最佳。

层级材料具有优异的力学性能和吸能特性。提出一种面内分形的形内自相似六边形蜂窝结构,运用应变能密度优化方法,对三维形内自相似六边形蜂窝结构进行尺寸优化,分别得到应变能密度最大和应变能密度最小的优化结构,并与未经优化的形内自相似蜂窝结构及典型的圆形蜂窝结构进行吸能特性比较。结果表明:应变能密度最大的自相似蜂窝结构比应变能密度最小的结构吸能特性强,但整体刚性相比较弱,应变能密度最小的形内自相似蜂窝结构抗冲击刚性较强;两种应变能密度不同的形内自相似六边形蜂窝结构都具有较强的吸能特性,其比吸能比未经优化的形内自相似蜂窝结构和典型圆形蜂窝较好。结构的自相似分形方式和应变能密度优化能够很好改善蜂窝结构的耐撞性和吸能特性,同时实现结构轻量化。