具有平面肋结构的3D打印蜂窝结构的力学特性研究：以提高能量吸收性能

《Advanced Engineering Materials》：Mechanical Characterization of 3D Printed Honeycombs with Planar Ribs for Enhanced Energy Absorption

蜂窝结构通过内部平面肋强化提升能量吸收效率研究

　　

摘要

增材制造技术能够实现具有复杂几何形状的结构的制造。由于增材制造提供了广泛的设计空间，因此有许多机会发现新的设计方案，例如在机械性能上具有优势的蜂窝状超材料。本文将内部平面肋条融入传统的方形蜂窝结构中，以提高其能量吸收（EA）能力。采用了一种结合实验和计算的方法来设计、制造这些结构，并通过有限元分析进行测试和建模，以验证其性能并进行权衡评估。结果表明，带有肋条加固的蜂窝结构的能量吸收能力显著提升：单根肋条使能量吸收能力提高了2.6倍，而增加第二根肋条后，能量吸收能力进一步提高到4.5倍，同时相对密度仅增加了不到7%。有限元分析用于模拟每种蜂窝结构的力学响应，结果显示肋条的添加有助于提高整个结构中位移的一致性。雷达图显示了双肋结构在抗撞性指标方面的优异力学性能。这些发现有助于理解和展示这种新型的3D打印蜂窝结构，它们可作为能量吸收材料，应用于各种工程领域。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。