连续碳纤维PLA面板

吸能抗冲击

3D打印的连续碳纤维增强PLA面板，其抗冲击吸能行为表现出明显的尺度依赖特征。

Liu, Hui · 周晋 · Xi, Xulong · 陈向明 · 刘小川 · Guan, Zhongwei · Cantwell, Wesley James

Thin-Walled Structures 2026

参数信息

准静态与冲击吸能差异

2 %

标准化裂纹长度比（低速/准静态）

2

技术优势

尺寸效应明确

标准化峰值载荷和总吸能随面板尺寸增大而单调降低，设计时可直接按比例关系进行保守估算。

准静态吸能更优

准静态穿孔吸能比冲击条件下高2%，说明在类似准静态的服役工况下该材料能吸收更多能量。

低速裂纹翻倍预警

与准静态加载相比，低速冲击后的标准化裂纹长度约为两倍，提示冲击载荷下损伤扩展更为严重，需针对性设计。

应用场景

• 轻量化抗冲击结构：利用其吸能特性设计轻质抗冲击面板，替代传统金属或短纤复合材料，减轻重量同时提升防护。
• 3D打印复合材料：作为连续纤维增强3D打印复合材料的典型应用，可按需定制复杂形状和尺寸，实现快速制造。
• 吸能构件：作为吸能构件用于碰撞或冲击防护，在准静态和冲击载荷下均表现出可预测的吸能特性。