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摘要
极小曲面结构是一种表面连续光滑的曲面多孔结构，具有低密度、高强度以及优良的减震吸能等特性，在航空航天、汽车工业、机械装备等领域的结构轻量化设计方面，具有广泛的应用前景。本文采用多射流熔融（MultiJet Fusion，MJF）增材制造技术，结合参数化建模方法，以尼龙PA12为原料制备了体积分数同为20%的3种极小曲面多孔结构（G曲面、P曲面、D曲面）。利用准静态压缩试验和数值模拟，分析了不同极小曲面结构的力学响应和吸能特性。研究发现：在力学响应方面，3种极小曲面的平台名义应力分别为4.0MPa、2.1MPa和4.75MPa，明显高于相同体积分数下BCC点阵结构的平台名义应力（2.0MPa），具有更好的承载能力；在吸能方面，G曲面、P曲面和D曲面的单位体积吸能量近似可达BCC点阵结构的7倍、4倍、8倍。综上所述，与传统BCC点阵结构相比，MJF增材制造工艺制备的极小曲面结构能够更好的分散压力，减少应力集中，表现出优异的力学性能和吸能特性，具有非常好的应用前景。
- 出版日期2023
- 单位机械结构强度与振动国家重点实验室; 西安交通大学
