类桁架点阵多孔材料的研究进展

发布时间：2020-12-28 14:30

　　多孔材料可以减轻零件重量,同时也具有良好的传热和能量吸收性能。随着增材制造技术的发展,依照需求设计的类桁架点阵结构多孔材料的制造变得十分方便。基于类桁架点阵结构(lattice structure)多孔材料开展的零件设计和传统的零件设计不同,它具有参数众多导致设计空间庞大的特点。就常见类桁架点阵结构的单元结构类型,常见类桁架点阵结构的力学分析方法和利用类桁架点阵结构进行零件设计过程中的优化方法进行了总结并提出了对未来研究方向的思考。 

【文章来源】：机械设计与制造. 2020年08期 北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

Cross1,G6,G7,dobe-thin单元结构形状[13]

八面体桁架结构最早由文献[14]于1961年申请专利，主要特点在于利用了空间最简单的几何体正四面体和八面体的组合填满整个空间，而不是利用单一的四面体填充空间，这样做的优势在于八面体和四面体的组合使得结构既简单又稳定而且可以完整填充整个空间。八面体桁架结构，如图2所示。2.3 仿骨单元结构（bone unit cell)

仿骨单元结构主要是模仿了骨内疏松的结构使得以仿骨单元结构组成的多孔材料更像真实的骨结构，这种材料一般用来作骨科植入物，这类结构的代表，如图3所示。采用这种结构作为骨内植入物的结构单元主要是可以降低金属材料的杨氏模量使得植入物的杨氏模量更加接近人体骨的杨氏模量，保证成骨过程中对人骨的应力刺激，促进成骨过程。以上这些单元结构除仿骨单元结构外都是由方形或者圆形截面的杆组成，cross1型的单元结构最简单，八面体桁架结构比较稳定，但是这些单元结构都存在多根杆相交点，该点处会产生非线性变化的变形与力学特性，导致当采用简单梁单元假设分析这些单元结构或由此单元结构填充的零件时，分析结果会产生较大误差，因此需要针对类桁架单元结构建立更为精确的力学分析方法和模型。

【参考文献】：
期刊论文
[1]超轻多孔金属材料的多功能特性及应用[J]. 卢天健,何德坪,陈常青,赵长颖,方岱宁,王晓林.  力学进展. 2006(04)

博士论文
[1]多孔材料传热特性分析与散热结构优化设计[D]. 张永存.大连理工大学 2008



本文编号：2943919