拓扑优化钛合金点阵

吸能 7.69 MJ/m³

通过拓扑优化设计多种点阵构型，SFF+TEF构型实现最优能量吸收能力。

Huibiao, Yuan · Liu, Bing · Jiaxin, Tian · Li, Shibin · 范晓樯 · 王林

Thin-Walled Structures 2026

参数信息

能量吸收

7.688 MJ/m³

比能量吸收

0.2688 MJ/(g·m³)

技术优势

摆脱预设单胞

基于拓扑优化方法，在特定载荷条件下自动生成材料分布，无需依赖预设单胞构型。

多路径协同承载

SFF+TEF等多支撑杆构型通过多条载荷传递路径实现稳定的协同变形，避免了应力集中导致的过早局部失稳。

吸能最优

SFF+TEF构型的能量吸收达到7.688 MJ/m³，比能量吸收为0.2688 MJ/(g·m³)，为六种构型中最高。

阵列密度可调

在整体尺寸不变的情况下，增加阵列数量能够增强载荷重新分配能力，提高压缩稳定性。

应用场景

• 航空航天轻量化：用于航空航天吸能构件，在保持轻量化的同时提升冲击能量吸收能力。
• 汽车轻量化：用于汽车吸能盒等部件，在碰撞时吸收更多能量并减轻结构重量。
• 增材制造结构：展示SLM技术制备拓扑优化点阵结构的可行性，为复杂结构制造提供方案。
• 吸能防护结构：作为防护结构核心，通过多点阵协同变形高效吸收冲击能量。