? ? 輕質(zhì)高強(qiáng)點(diǎn)陣材料在航空航天、交通運(yùn)輸、醫(yī)療裝備、汽車工業(yè)等國民經(jīng)濟(jì)和軍事安全等關(guān)鍵領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。近年來,隨著制造業(yè)的升級(jí)革命,金屬增材制造技術(shù)蓬勃發(fā)展,正在成為新一輪全球制造業(yè)創(chuàng)新的競爭點(diǎn)。
? ? 新的制造技術(shù)革命為點(diǎn)陣材料的設(shè)計(jì)注入了新的活力,拓寬了結(jié)構(gòu)材料的拓?fù)湓O(shè)計(jì)形式和性能設(shè)計(jì)域值。但是,由于復(fù)雜的制造環(huán)境以及工藝過程限制,所制備的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)內(nèi)部往往具有大量的隨機(jī)缺陷。這些缺陷會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋷缀胃弑P魏土W(xué)性能高保真產(chǎn)生不可忽視的影響,甚至?xí)鸬街鲗?dǎo)作用。
? ? 方岱寧院士課題組針對(duì)增材制造帶來的“幾何高保形”和“性能高保真”等關(guān)鍵技術(shù)問題,結(jié)合研究院先進(jìn)原位CT試驗(yàn)技術(shù),通過建立統(tǒng)計(jì)的有限元模型,分析了不同幾何缺陷對(duì)點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)力學(xué)性能、變形機(jī)理和能量吸收能力的影響。相關(guān)成果于2020年4月發(fā)表在頂級(jí)期刊Composites Part B:Engineering上(CPB, 2020, 108030)。
? ? 論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2020.108030
圖1 基于切片圖像的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的幾何重構(gòu)過程
圖2 理想和統(tǒng)計(jì)的有限元模型
圖3 增材制造隨機(jī)缺陷對(duì)力學(xué)性能的影響
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? ? 本研究拓寬和發(fā)展了有限元計(jì)算模型,所提出的統(tǒng)計(jì)的有限元模型方法,為增材制造結(jié)構(gòu)材料的“幾何高保形”和“性能高保真”提供了評(píng)估方法指導(dǎo)。
? ? 在方岱寧院士指導(dǎo)下,曹曉飛博士為第一作者,李營副教授、肖登寶副教授為共同通訊作者。
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