【技术实现步骤摘要】
一种基于3D打印的二维可控梯度互锁多胞结构
本专利技术涉及一种互锁多胞结构，特别涉及一种基于3D打印的可控二维梯度互锁多胞结构。
技术介绍
损伤容限指的是含裂纹的结构在下一次维修前可以安全运行的能力。这种工程设计方法常用在航空航天领域，比如飞机起落架以及蒙皮结构中常用的“T”型接头。它假定结构在加工或者是服役过程中不可避免的会产生微孔洞和微裂纹等缺陷，因此需要采用断裂力学的方法研究裂纹扩展的行为。近年来，研究材料或结构的损伤容限能力，在此基础上如何改善并提高损伤容限能力一直都是学者们关注的重点。从这个角度来讲，自然界中的许多生物材料为发展新型损伤容限轻质结构材料提供了很好的指导作用。其中，研究最广泛的一种生物材料是软体动物外壳中的珍珠母。它具有一种独特的微结构，那就是高度矿化的坚硬的生物陶瓷片层以一种平行交错的方式均匀地排列在柔软的蛋白质基体中，形成一种“砖泥结构”。大量研究表明，仿珍珠母复合材料中最常见也最有效的增韧机制是裂纹偏转和裂纹桥连，以及与之相关的片层拔出的失效模式，表现出了优异的缺陷容限能力，相对应的片层...
【技术保护点】
1.一种基于3D打印的二维可控梯度互锁多胞结构，其特征在于：所述二维可控梯度互锁多胞结构是由在二维空间上周期性排布的一系列单胞构成，这种周期性的单胞是由经典的二维仿珍珠母“砖泥结构”改变其中增强相的形状所形成的。所述的经典的“砖泥结构”由两个长径比为ρ的长方形增强相以一种平行交错的方式排列在基体内部，相互重叠大约1/2，其中一个增强相位于单胞中心，另一个增强相则位于单胞的四个角点，在单胞内部占据五个子区域共计两个增强相，将此单胞在空间上的两个方向进行阵列就可以得到不包含互锁的典型的“砖泥”多胞结构；/n在经典的“砖泥结构”单胞中，保持增强相两个端部的截面尺寸不变，减小增强相...
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种基于3D打印的二维可控梯度互锁多胞结构，其特征在于：所述二维可控梯度互锁多胞结构是由在二维空间上周期性排布的一系列单胞构成，这种周期性的单胞是由经典的二维仿珍珠母“砖泥结构”改变其中增强相的形状所形成的。所述的经典的“砖泥结构”由两个长径比为ρ的长方形增强相以一种平行交错的方式排列在基体内部，相互重叠大约1/2，其中一个增强相位于单胞中心，另一个增强相则位于单胞的四个角点，在单胞内部占据五个子区域共计两个增强相，将此单胞在空间上的两个方向进行阵列就可以得到不包含互锁的典型的“砖泥”多胞结构；
在经典的“砖泥结构”单胞中，保持增强相两个端部的截面尺寸不变，减小增强相中间的截面尺寸，形成一定的倾斜角度α，同时为了保证增强相的体积分数保持不变缩小单胞的横向尺寸，此时在相邻的增强相之间便形成了相互锁结的结构，其中互锁角度等于倾斜角度α。沿用经典“砖泥结构”中增强相的长径比ρ，则该互锁的“砖泥结构”中的互锁角度α和长径比ρ之间需满足关系式：ρ·tanα<1。然后将包含有不同互锁角度的“砖泥结构”在横向进行堆叠，再在轴向进行周期性排布，最终可以得到二维可控的梯度互锁多胞结构。
技术研发人员：杨振宇，崔少康，卢子兴，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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