仿生刺猬棘薄壁结构

比吸能最高4.1倍

通过仿生刺猬棘的肋、内壁与隔板协同设计，显著提升薄壁结构在轴向与斜向冲击下的变形协调能力与耐撞性。

Liu, Bin · 许向红

Thin-Walled Structures 2023

参数信息

比吸能提升倍数（轴向，对比单壁圆柱）

4.1

比吸能提升倍数（斜向，对比蛛网结构）

2.1

比吸能提升倍数（斜向，对比简化刺猬棘结构）

1.4

技术优势

比吸能数倍提升

肋、内壁与隔板的协同作用增强了变形协调能力，轴向冲击下比吸能达单壁圆柱的4.1倍。

斜向冲击依然高效

斜向冲击下比吸能仍达蛛网结构的2.1倍、简化刺猬棘结构的1.4倍，表明对冲击角度不敏感。

可3D打印制造

通过3D金属打印即可制备，无需复杂装配，适合快速原型与定制化生产。

应用场景

• 汽车吸能结构：用于车身吸能盒，提高碰撞时能量吸收效率并减轻重量。
• 防护结构设计：用于设计抗冲击防护罩，提高结构抗撞性而不增加过多质量。
• 抗冲击部件：用于制造抗冲击部件，在轴向和斜向载荷下均保持高效吸能。
• 航空航天轻量化防护：用于航空航天轻量化防护结构，在保证耐撞性的同时减轻结构重量。