仿竹子结构八重桁架点阵结构设计与增材制造

作者：张志; 宋波; 祁俊峰; 史玉升

来源：华中科技大学学报(自然科学版)科技大学, 2022, 50(12): 1-9.

DOI：10.13245/j.hust.228577

• 竹子结构仿生
• 八重桁架结构
• 光固化技术
• 力学性能

针对航天航天、汽车工程等领域中对轻量化、高强度、高吸能构件的迫切需求，受启发于竹子的特殊宏微观空心结构，本研究提出了空心八重桁架的高比强吸能点阵结构优化设计方法。空心八重桁架点阵结构由空心面心立方和正八面体点阵结构组合而成。采用光固化技术分别成形3种点阵结构并利用准静态压缩试验测试其力学性能。结果表明：空心八重桁架点阵结构的弹性模量低于空心面心和正八面体点阵结构之和，屈服强度、抗压强度和能量吸收值高于两者之和。当点阵结构的边长为8 mm时，空心八重桁架点阵结构的弹性模量低于空心面心立方和正八面体点阵结构总和的4.76%，而屈服强度、抗压强度和能量吸收值分别高于空心面心立方和正八面体点阵结构总和的12.8%，7.09%，51.68%。当空心八重桁架结构的边长从8 mm增加到20 mm时，弹性模量、屈服强度、抗压强度和能量吸收分别下降19.96%，24.73%，30.77%，33.69%。

• 单位
  北京卫星制造厂有限公司; 华中科技大学