【焦点】点阵结构 l 长条镜柔性支撑及点阵结构设计方法...l 北京空 ...
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发布时间：2024-10-23 23:56
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时间：2024-10-27 15:26
3D打印技术在缓冲和防护产品的创新中展现出巨大潜力，尤其在制造复杂结构方面表现出色。通过调整3D打印点阵晶格结构的单胞尺寸、杆径和胞元形状，设计者能够实现更高的设计美感和力学性能。这一技术的灵活性和可定制性，为产品的设计带来了前所未有的自由度。
针对长条形反射镜的支撑结构，研究团队采用柔性支撑形式，结合壳体点阵结构，以优化结构力学性能与轻量化需求。通过尺寸优化技术，建立参数化有限元模型和多参数优化模型，研究者成功实现了反射镜面板、筋板厚度参数的优化，以及柔铰支撑几何尺寸参数的确定。此外，研究团队还进行了柔性支撑安装角度及安装轴向位置的影响分析，确保了结构的稳定性和功能性。
面向微小多功能支架结构设计与原型制造需求，研究者开展基于DLP快速成形工艺的柔弹性点阵支架设计与制备研究。通过胞元结构几何拓扑设计，结合Timoshenko梁理论建立等效力学模型，研究者分析了胞元几何尺寸和承载方向对其吸能特性的影响规律。该点阵结构展现出显著的面外压缩吸能特性，且吸能特性随着胞元边长的减小、杆径的增大以及点阵层数的增加而提高。
针对Gyroid点阵结构塑性屈服强度的研究，研究者基于变形体功能原理建立力学模型，通过有限元分析软件Abaqus对点阵结构进行准静态压缩过程的仿真，验证了理论模型的准确性。结合选择性激光熔化技术制备不同体积分数的316L不锈钢Gyroid点阵结构，研究者分析了其变形机制与力学性能，证明了理论模型的有效性，为快速核算点阵结构力学性能并将其应用于工程装备中提供了理论依据。
在选区激光熔化技术制备复杂点阵结构的性能影响研究中，研究者通过数值仿真和试验相结合的方法，分析了热处理工艺对微观组织、力学性能、断裂机制及吸能特性的影响。结果表明，固溶时效热处理后，钛合金中的α+β相均匀分布，热处理工艺对片状结构的力学性能影响较大，而对骨架结构影响较小。
针对3D打印制造中多孔结构与路径协同优化方法的研究，提出基于Voronoi骨架的优化方法。此方法在结构优化的基础上，考虑制造约束进行路径优化，生成适用于3D打印的多孔结构。协同优化方法解决了路径的整数倍和自交问题，实现了多孔结构的均匀打印，提高了打印质量和力学性能。
在高承载梯度分层点阵结构的拓扑优化设计方法的研究中，采用梯度分层的点阵结构设计方法，通过水平集函数建立点阵单胞的显式描述模型，引入形状插值技术实现梯度构型生成。构建基于Kriging的梯度点阵单胞宏观等效力学属性预测模型，构建梯度分层拓扑优化模型，实现点阵结构的最优梯度分层设计，显著提高了承载性能。
