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机械强度2025年第12期:含孔萤石板格超材料压缩性能研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:张力晨;李龙昊;邬栋权;李宇鹏;王和婧雯;周泊辰;王明楷淇;李欣哲;

单位:中国民航大学中欧航空工程师学院;

摘要:板格超材料是一种新兴的多功能超材料,具备超常的物理力学特性。首先,利用熔融沉积成型3D打印技术制备了不同晶胞长度、壁厚、开孔半径、晶胞层数的萤石结构板格超材料试样;然后,利用制备的试样进行了准静态压缩试验,并结合数字图像相关法和有限元仿真分析对比其变形机制,以探究不同参数对萤石结构板格超材料力学性能和吸能效果的影响。研究发现,无孔萤石结构在弹性区域内具有更高的弹性模量和屈服应力,表现出了更好的抗变形能力。随着晶胞长度的增加,能量吸收效率虽然提高,但比吸能会降低。壁厚的增加会导致弹性模量和平台应力上升,但比吸能降低。开孔半径的增加会导致平台应力和吸收能下降,比吸能降低。晶胞层数增加至3层时比吸能最高,但过多的层数会导致吸能效率降低。

关键词:板格超材料;;萤石结构;;熔融沉积成型;;力学性能

基金资助:中国民航大学大学生创新训练计划项目(IECAUC2024430);中国民航大学研究生创新基金项目(2023YJSKC12002);; 国家自然科学基金项目(52405441);; 中央高校基本科研业务费(3122024041)~~