一种基于仿生设计的铝基吸能点阵超材料及其制备方法技术

技术编号:43886504 阅读:15 留言:0更新日期:2025-01-03 13:03
本发明专利技术提供了一种基于仿生设计的铝基吸能点阵超材料,包括点阵结构,点阵结构包括在三维空间内周期性规律排列并相互连接的点阵单胞,点阵单胞包括中心部和多个连接部,中心部的每个面各连接有一个连接部,每一连接部包括多个弧面,弧面环绕连接部的底面设置,每相邻两个弧面的侧边相连形成连接部的侧棱;弧面的底边与中心部的棱边连接;中心部的同一个棱边连接两个相邻的连接部的弧面,自中心部的棱边向远离中心部的方向,两个弧面之间的距离沿预设规律变化,所述预设规律为逐渐变大、逐渐变小或先逐渐变大然后逐渐变小。本申请提供的基于仿生设计的铝基吸能点阵超材料,解决现有SC点阵结构承载能力降低、3D打印复杂性和成本增加的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铝合金,尤其涉及一种基于仿生设计的铝基吸能点阵超材料及其制备方法


技术介绍

1、铝合金点阵力学超材料是一类具有独特微观结构和宏观性能的新型材料,通常是由规则排列的点阵结构组成,具有耐腐蚀、高强度、轻质化、强能量吸收等特性,使其成为航空航天以及汽车制造领域的理想选择。

2、铝合金点阵结构的具体性能主要还取决于其结构,现有的铝合金点阵结构,如采用如图1所示的简单立方(sc)点阵结构,图2是sc的爆炸结构示意图。

3、图1所示的简单立方(sc)点阵结构,仍存在以下问题:一是由于sc点阵结构中心节点处容易出现应力集中现象,这种应力集中会加速中心节点破坏,降低整个结构的承载能力,进一步的减小结构的能量吸收能力;二是由于sc点阵结构具有悬臂梁,想要成功实现3d打印,通常需要添加支撑或旋转一定角度,增加了3d打印的复杂性和成本。


技术实现思路

1、针对现有的简单立方(sc)点阵结构承载能力降低、3d打印的复杂性和成本增加的问题,本申请提供一种基于仿生设计的铝基吸能点阵超材料及其制备方本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于仿生设计的铝基吸能点阵超材料,其特征在于,包括点阵结构,所述点阵结构包括在三维空间内周期性规律排列并相互连接的点阵单胞,所述点阵单胞包括中心部和多个连接部,所述中心部的每个面各连接有一个所述连接部,每一所述连接部包括多个弧面,所述弧面环绕所述连接部的底面设置,每相邻两个所述弧面的侧边相连形成所述连接部的侧棱;所述弧面的底边与所述中心部的棱边连接;

2.根据权利要求1所述的基于仿生设计的铝基吸能点阵超材料,其特征在于,所述连接部的底面与所述中心部连接,所述连接部的顶面远离所述中心部,所述连接部的顶面面积小于所述连接部的底面面积。

3.根据权利要求1所述的...

【技术特征摘要】

1.一种基于仿生设计的铝基吸能点阵超材料,其特征在于,包括点阵结构,所述点阵结构包括在三维空间内周期性规律排列并相互连接的点阵单胞,所述点阵单胞包括中心部和多个连接部,所述中心部的每个面各连接有一个所述连接部,每一所述连接部包括多个弧面,所述弧面环绕所述连接部的底面设置,每相邻两个所述弧面的侧边相连形成所述连接部的侧棱;所述弧面的底边与所述中心部的棱边连接;

2.根据权利要求1所述的基于仿生设计的铝基吸能点阵超材料,其特征在于,所述连接部的底面与所述中心部连接,所述连接部的顶面远离所述中心部,所述连接部的顶面面积小于所述连接部的底面面积。

3.根据权利要求1所述的基于仿生设计的铝基吸能点阵超材料,其特征在于,所述中心部为立方体结构,所述连接部的底面为方形结构,所述连接部的底面与所述中心部的其中一个侧面重合。

4.根据权利要求1或3所述的基于仿生设计的铝基吸能点阵超材料,其特征在于,所述中心部包括多个侧面和多个第一孔,所述第一孔设置在所述侧面的中心,且所述第一孔自所述中心部的侧面向所述中心部的体心延伸。

5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:贺喜李干黎兴刚谢冰宇朱强
申请(专利权)人:南方科技大学
类型:发明
国别省市:

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