纵横比可调TPMS晶格结构

各向异性可调

通过调整纵横比，主动调控晶格结构在不同方向的刚度、应力分布和能量吸收，为冲击防护和骨支架提供新的设计思路。

Luo, Zhichao · 唐倩 · 马帅 · Xiaodong, Wu · Feng, Qixiang · Setchi, Rossitza · Kun, Li · 赵淼

International Journal of Mechanical Sciences 2024

参数信息

弹性模量提升

121~440 %

最大应力提升

10~183 %

能量吸收提升

33~85 %

技术优势

刚度定向增强

仅改变纵横比，[001]方向弹性模量可提升121%~440%，无需增加质量或变换拓扑。

能量吸收显著提高

纵横比为2时能量吸收提升33%~85%，有利于冲击防护等场景。

应力集中可预测

高斯曲率分布可预测应力集中和失效位置，为设计提供依据。

应用场景

• 冲击防护结构：利用纵横比提升能量吸收和应力分布，设计更耐撞的轻量化防护结构。
• 骨支架：通过调整纵横比匹配不同方向力学性能，定制与骨组织适配的支架。
• 轻量化点阵结构：在不增加材料的前提下，通过纵横比大幅强化特定方向的刚度和吸能。