金刚石型TPMS点阵结构

抗压吸能双优

不同于周期多孔结构中常见的随机孔隙，该结构以连续光滑曲面构成规整点阵，可参数化设计，并系统协调体积分数与单胞尺寸，实现抗压与吸能的同步增强。

Zeng, Chengjun · Junqi, Hu · 刘立武 · 赵巍 · Xin, Xiaozhou · Xuehao, Song · Liu, Yaqing · Jinsong, Leng

Composite Structures 2025

技术优势

参数化可调

体积分数与单胞尺寸均为设计变量，可按目标力学响应生成结构。

吸能随尺度提升

增大单胞尺寸即可提高单位体积能量吸收，无需改变材料。

吸能可预测

二元二次回归模型可预报体积分数与胞元尺寸的耦合影响，辅助设计。

可多次循环加载

循环实验给出残余应变与迟滞能量的演化，为可重复使用设计提供依据。

应用场景

• 轻质缓冲结构：以连续曲面点阵替代随机泡沫，缓冲吸能更可控。
• 抗冲击构件：参数化设计可针对冲击工况定制吸能平台应力。
• 可重复使用吸能芯材：循环加载残余应变小，结构可重复使用。
• 机器人骨架减重：胞元尺寸增大可提高比吸能，骨架更轻。