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基于米字形单元多晶型微桁架结构的复合吸能结构及其3D打印方法技术

技术编号:26479069 阅读:36 留言:0更新日期:2020-11-25 19:23
本发明专利技术涉及基于米字形单元多晶型微桁架结构的复合吸能结构及其3D打印方法,复合吸能结构由沿Z轴方向逐层进行3D打印的若干层多晶型微桁架结构组成,多晶型微桁架结构包括以其中心线为对称线的多组孪晶型微桁架区域,每组孪晶型微桁架区域由以中心线为对称线的左右两部分单晶型微桁架结构分别绕Z轴做方向相反、角度相同旋转形成,二维点阵列结构单元为米字形单元。本发明专利技术通过在点阵型微桁架结构中人为划分不同的区域、区域内部设置不同取向的点阵排列来模仿多晶材料内部的微观结构,通过划分更多区域来减小每个晶格的尺寸参数,使点阵型微桁架结构得到类似晶粒细化的强化效果,在保证轻量化的同时进一步提高其力学性能。

【技术实现步骤摘要】
基于米字形单元多晶型微桁架结构的复合吸能结构及其3D打印方法
本专利技术属于复合吸能结构
,涉及一种基于米字形单元多晶型微桁架结构的复合吸能结构。
技术介绍
多孔结构普遍存在于自然界之中,例如动物骨骼、蜂窝结构和植物茎秆等都属于多孔结构。这种特殊的结构具有众多优异的力学性能,密度小、重量轻、具有良好的比强度和比刚度。由于其具有成为理想的轻质结构材料的潜力,近年来引起了人们的普遍研究。多孔结构包括蜂窝材料、泡沫金属材料以及点阵材料等等。通常,多孔结构单位体积的重量仅是其他材料的十分之一。点阵型微桁架结构是一类由周期性排列的节点和连杆组合而成的新型有序多孔材料,这种新型结构将材料本身机械性能优势与几何取向的自由设计相结合。与金属泡沫、蜂窝材料等传统多孔结构相比,点阵型微桁架结构具有更突出的比刚度、比强度和良好的单位质量能量吸收特性,是目前国际上普遍认可的具有发展前景的轻质高强结构材料之一。点阵型微桁架结构可以通过结构的重新设计结合相应的理论计算,表现出常规材料难以具有的某些特性,如负泊松比、减振隔热等功能特性;进一步,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于米字形单元多晶型微桁架结构的复合吸能结构,其特征在于,由沿Z轴方向逐层进行3D打印的若干层多晶型微桁架结构组成,定义由单一取向的二维点阵结构单元所组成的点阵型微桁架结构为单晶型微桁架结构,所述的多晶型微桁架结构包括以其中心线为对称线并沿该中心线走向依次排列的多组孪晶型微桁架区域,每组孪晶型微桁架区域由以中心线为对称线的左右两部分单晶型微桁架结构分别绕Z轴做方向相反、角度相同旋转形成,所述的二维点阵列结构单元为米字形单元。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于米字形单元多晶型微桁架结构的复合吸能结构,其特征在于,由沿Z轴方向逐层进行3D打印的若干层多晶型微桁架结构组成,定义由单一取向的二维点阵结构单元所组成的点阵型微桁架结构为单晶型微桁架结构,所述的多晶型微桁架结构包括以其中心线为对称线并沿该中心线走向依次排列的多组孪晶型微桁架区域,每组孪晶型微桁架区域由以中心线为对称线的左右两部分单晶型微桁架结构分别绕Z轴做方向相反、角度相同旋转形成,所述的二维点阵列结构单元为米字形单元。


2.根据权利要求1所述的一种基于米字形单元多晶型微桁架结构的复合吸能结构,其特征在于,旋转的角度为7.5°、15°、22.5°、30°、37.5°或42.5°。


3.根据权利要求1所述的一种基于米字形单元多晶型微桁架结构的复合吸能结构,其特征在于,沿中心线走向的相邻两组孪晶型微桁架区域呈镜像对称关系。


4.根据权利要求1所述的一种基于米字形单元多晶型微桁架结构的复合吸能结构,其特征在于,多晶型微桁架结构所用的打印材料为PLA材料。


5.根据权利要求1所述的一种基于米字形单元多...

【专利技术属性】
技术研发人员:陆哲豪严鹏飞严彪
申请(专利权)人:同济大学
类型:发明
国别省市:上海;31

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