空心棱柱支柱 BCC 点阵结构

刚度大幅提升

通过引入空心棱柱形支柱，实现了点阵结构从弯曲主导到拉伸主导的变形机制转变，显著提高弹性模量并实现可调泊松比。

赵淼 · Li, Xinwei · Zhang, David Z. · Zhai, Wei

International Journal of Mechanical Sciences 2023

参数信息

弹性模量提升

598%–1460% %

实验与仿真相对误差

14.6 %

悬臂梁柔度降低

15.8%–53.1% %

技术优势

刚度成倍提升

增大内空心尺寸使变形机制从弯曲主导转变为拉伸主导，弹性模量提升598%–1460%。

力学性能可调

调整内空心参数即可获得可调泊松比和近各向同性弹性，而剪切性能几乎不变。

仿真精度高

DLP打印样品压缩测试与仿真吻合良好，相对误差小于14.6%。

优化更高效

同时优化体积分数和内空心尺寸的分布，使悬臂梁柔度比传统设计降低15.8%–53.1%。

应用场景

• 轻量化结构设计：用更高刚度的空心支柱点阵替代实心点阵，实现相同承载下更轻的重量。
• 增材制造点阵材料：作为可DLP打印的单元结构，直接集成到增材制造部件中提升刚度。
• 航空航天轻质结构：利用其高比刚度和可调各向同性，用于航空航天结构减重。
• 智能建造结构优化：采用同时优化空心尺寸和分布的方法，提升建筑构件结构效率。