3D打印TPMS多孔材料力学性能数值仿真

论文摘要

基于三周期极小化曲面（triply periodic minimal surface,TPMS）理论,设计了不同相对体积占比的螺旋二十四面体单胞模型以及拓扑模型,并通过有限元仿真软件计算了不同冲击速度下结构的力学响应,对其应力分布、力-位移曲线、承载能力、吸能效率等方面进行了分析和探讨。数值模拟结果表明,TPMS拓扑结构多孔模型具有优秀的吸能性能,相对体积和冲击速率的提升均会导致结构吸能总量及效率的升高;并且在相同条件下,多胞体的吸能效率较单胞有所提升。同时该结构在受到冲击载荷时应力分布均匀,不易产生应力集中现象;其承载能力随着相对体积分数的增加有明显的提升;结构表现出一定的应变率敏感性,高应变率下结构的坍塌力和平台力有显著提高。研究结果为多孔材料工程产品优化设计提供了相关依据。

论文目录

• 1 数值模拟
•   1.1 实体模型生成
•   1.2 计算参数与接触设置
• 2 计算结果与讨论
•   2.1 力-位移曲线
•   2.2 能量吸收
•   2.3 应力分布
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 李心远,宋卫东,陈键

关键词: 多孔材料,三周期极小化曲面,数值模拟,冲击载荷,缓冲吸能

来源: 太原理工大学学报 2019年03期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

专业: 材料科学

单位: 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室

基金: 国家自然科学基金资助项目(11672043,11732003,11802028),中国博士后科学基金资助项目(2018M640072)

分类号: TB383.4

DOI: 10.16355/j.cnki.issn1007-9432tyut.2019.03.020

页码: 386-393

总页数: 8

文件大小: 3775K

下载量: 317