钛合金三梯度螺旋结构

强热双优同比表积倍增

将TPMS点阵从单一性能推向结构-热多功能协同，以应力场驱动的多级分区设计同时提高承载与散热能力。

79487786 · 张李超 · Wang, Senlin · 79487785 · Tang, Mingkai

Journal of Alloys and Compounds 2026

参数信息

抗压强度提升

34.90 %

能量吸收提升

27.62 %

比表面积倍数

2 ×

技术优势

强度高34.90%

G-D结构在28%体积分数下抗压强度较传统TPMS提高34.90%，因为异质填充和连接杆径向梯度强化使应力场显著均匀化。

吸能多27.62%

窄分布的剪切带有效延缓结构失效，在相同体积分数下吸能提升27.62%。

比表面积翻倍

在相同体积分数下，三梯度Gyroid结构的比表面积超过传统TPMS结构两倍，多孔性与高比表面积协同提升隔热与散热性能。

应用场景

• 轻质装甲夹层：兼具轻质高强与隔热，替代传统夹层芯材抗冲击且控温。
• 发动机支座：在发动机振动载荷下保持结构完整，同时散热，提升支座寿命。
• 结构热管理：高比表面积多孔结构强化对流与辐射换热，兼作承载骨架。
• 航空航天热防护：利用低密度与隔热性能，在高温气动环境下保护内部结构。
• 轻量化结构件：以多级梯度设计在减重同时保持甚至提升承载能力。