非均匀空心支柱格构

刚度近乎翻倍

用Bézier曲线非均匀截面空心支柱，把体心立方格构的刚度和强度推向比均匀支柱设计高得多的水平。

Liu, Chuang · Rui, Ni · Kang, Ji · 赵爱国 · Sun, Xiaohao · Wu, Heng'an

International Journal of Mechanical Sciences 2024

参数信息

相对杨氏模量提升

92.8 %

强度提升

99.6 %

技术优势

刚度大幅提升

通过Bézier曲线优化支柱截面，相对杨氏模量较均匀支柱基准提高92.8%。

强度与韧性同步改善

优化设计不仅刚度提升，强度也优于基准格构99.6%，同时韧性更好。

快速定制力学性能

利用深度学习模型快速推理，可高效定制刚度和方向相关力学性能。

可实现各向同性弹性

设计方法支持定制包括各向同性弹性在内的特殊力学性能。

应用场景

• 3D打印轻质结构：用更少材料实现更高承载刚度，直接替代传统均匀格构。
• 微纳点阵超材料：提供非均匀截面设计新自由度，突破均匀支柱的性能极限。
• 航空航天轻量化：在保持轻量前提下提升刚度和强度，适用于航空承载结构。
• 机械超材料：通过定制各向异性或各向同性弹性，扩展力学超材料设计空间。