“基于Abaqus仿真的仿生3D打印蜂窝夹层结构的压缩分析与力学评估（ICSEM2025）”

《Macromolecular Symposia》：“Compression Analysis and Mechanical Assessment of Bioinspired 3D-Printed Honeycomb Sandwich Structures Using Abaqus-Based Simulation (ICSEM2025)”

本研究探究了仿天然蜂巢结构的3D打印夹层材料在轴向加载下的压缩性能。采用PLA、ABS和PETG三种材料，通过FDM打印技术制备了不同壁厚和胞元的蜂窝结构，对36个样本进行准静态压缩测试，并辅以Abaqus有限元模拟。结果表明：材料类型和壁厚显著影响力学性能，ABS材料表现出优异的延展性和尺寸稳定性，壁厚增加可有效降低变形。验证了仿生夹层结构在提升承载能力和吸能方面的有效性，为轻质高强应用提供设计参考。

　　

摘要

本研究的主要目的是探讨受天然蜂窝结构启发的3D打印夹层结构在沿不同方向受到轴向载荷作用时的压缩性能。使用聚乳酸（PLA）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PETG）材料，通过熔融沉积建模（FDM）技术制备了具有不同壁厚和蜂窝单元尺寸的各种蜂窝图案。共制备了36个样品，并在准静态压缩条件下对其变形特性进行了分析。同时，利用Abaqus软件进行了有限元模拟，以评估在受控载荷条件下的结构响应。研究结果表明，壁厚和材料类型对机械性能有显著影响，其中ABS表现出更好的延展性和尺寸稳定性。对于所有材料而言，较厚的壁厚都能显著降低变形量。该研究证实了受蜂窝结构启发的夹层结构在提高承载能力和能量吸收方面的有效性，为汽车、航空航天和土木工程领域中轻量化、高强度应用提供了实用的设计参考。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。