学术前沿 | 具有高刚度和能量吸收的新型三重周期最小表面骨骼基质超材料的大变形响应。

      三重周期最小表面（TPMS）晶体材料具有优于传统基于支柱的晶体材料结构的优异机械性能。然而，由于其独特的结构特性，骨架型超材料面临高刚度与稳定塑性响应之间的权衡挑战。这里提出了一种新型TPMS骨架型晶体材料。有限元模拟用于揭示其压缩下的弹性性质和塑性响应。随后，通过最常用的熔丝沉积建模（FDM）工艺制备的晶体材料试样进行验证实验，以获得材料的名义应力-应变曲线和坍塌模式。数值模拟和实验结果表明，所提出的新型TPMS晶体材料具有高比模量、强度和能量吸收能力，同时具有平滑且延长的应力平台，从而克服了强度与效率之间的权衡。与传统基于支柱的晶体材料相比，新型TPMS晶体材料的节点区域是柔性的，而支柱的连接部分会发生剪切和扭转，这避免了支柱的灾难性失效并提高了结构在压缩下的加载效率。同时 ………………………………