三角函数密度梯度蒙皮点阵结构设计及力学性能

郝博, 赵玉欣, 徐新岩

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东北大学学报(自然科学版) ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (03) : 69-79.

三角函数密度梯度蒙皮点阵结构设计及力学性能

  • 郝博, 赵玉欣, 徐新岩
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摘要

基于螺旋(gyroid)型的3周期最小曲面(TPMS),针对目前研究中梯度点阵结构梯度变化规律较为单一的问题,提出了正弦函数平方和余弦函数平方密度梯度蒙皮点阵结构,并采用选择性激光熔化(SLM)技术制备了钛合金(Ti-6Al-4V)样件.为研究其力学性能对样件进行了有限元分析和压缩实验,二者结果误差小于6.3%.以传统线性密度梯度蒙皮点阵结构为对照,将3种结构的力学性能、变形行为及能量吸收特性进行了对比分析.结果发现,3种结构中,余弦函数平方蒙皮点阵结构承载性能最好,正弦函数平方蒙皮点阵结构能量吸收能力最强.通过优化蒙皮点阵结构内部相对密度分布,可以提高其力学性能和能量吸收能力.

关键词

螺旋型 / 3周期最小曲面 / 密度梯度 / 蒙皮点阵结构 / 压缩实验

中图分类号

U463

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郝博, 赵玉欣, 徐新岩. 三角函数密度梯度蒙皮点阵结构设计及力学性能. 东北大学学报(自然科学版). 2025, 46(03): 69-79

基金

装备预研领域基金快速扶持项目(80923020104)

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