层级双相晶格结构

吸能提升66%

引入厚薄相间的双相单胞设计,使结构在压缩和冲击下呈现多级变形模式,有效控制局部坍塌并大幅提升能量吸收能力。

Qian, Cheng · Yin, Jianfei · 温激鸿 · 郁殿龙 · Tan V.B.C. · Zhai, Wei

International Journal of Mechanical Sciences 2025

参数信息

能量吸收提升(较均匀gyroid)
66.46 %
能量吸收提升(较均匀FCC)
70.85 %
能量吸收提升(较均匀BCC)
29.76 %

技术优势

多级变形

厚相和薄相单胞的强度差异引发阶段性逐层坍塌,避免了整体脆性破坏,从而吸收更多能量。

近零泊松比

参照NPR拓扑的HDP结构在压缩下向内收缩,横向变形极小,有利于保持结构完整性和承载稳定性。

冲击局部化

在动态冲击下,坍塌被限制在薄相单胞区域,厚相单胞保持完整,从而保护关键部位。

设计通用性

HDP策略可应用于典型BCC和FCC晶格,分别提升能量吸收70.85%和29.76%,表明该方法不限于特定拓扑。

应用场景