海胆仿生吸能结构

折叠稳定且可重复

通过负泊松比点阵与泡沫填充芯材的协同作用，该结构在准静态压缩下实现稳定的渐进折叠，有效抑制薄壁与点阵结构中常见的失稳屈曲。

Bao, Fengling · 周小 · Xiang, Cheng · 高康 · Yucheng, Wang · Peng, Qiu · Luo, Huichen · Shahzada, Khan

Thin-Walled Structures 2026

参数信息

比吸能

16.52 J/g

比吸能

22.51 J/g

压缩力效率

1.22

技术优势

折叠稳定可重复

负泊松比点阵提供侧向约束和变形引导，消除了非增强相固有的结构失稳，使结构在压缩下逐层折叠而非随机屈曲。

吸能效率高

在协同机制下（Φ=0.08），数值比吸能达到16.52 J/g；进一步调节力学平衡至Φ=0.11，比吸能提升至22.51 J/g。

压缩力效率高

在约束压实硬化模式下，泡沫硬化与点阵约束耦合，数值压缩力效率达到1.22，表明载荷波动小、吸能过程平稳。

应用场景

• 冲击防护：用于缓冲冲击能量，避免失稳导致的局部失效，提供稳定的载荷平台。
• 结构抗冲击设计：利用点阵与泡沫芯的协同设计，提高结构耐撞性并控制变形模式。
• 轻质吸能结构：提供高比吸能，适合对重量敏感的吸能部件。
• 复合材料防护：结合负泊松比点阵与泡沫填充，构成多功能复合防护结构。