链约束陶瓷晶格

吸能提升17倍

将陶瓷晶格内置于仿榫卯链结构中，通过约束轴向压缩抑制脆断，实现应力平台与渐进致密化。

杨先锋 · Leyang, Cheng · Hua, Liu · Sicong, Zhou · 杨嘉陵

International Journal of Engineering Science 2026

参数信息

有效位移提升倍数

19 ×

比能量吸收提升倍数

17 ×

技术优势

脆断仍吸能

陶瓷晶格在约束下历经脆断后仍能继续吸收动能，因为链结构将碎块限制在内部，通过受控损伤和应力重新分布维持吸能。

位移增19倍

约束条件下晶格的有效位移相比无约束至少提升19倍，表明链结构大幅延迟失效过程。

吸能超17倍

约束状态下比能量吸收提升超过17倍，归因于受控损伤和应力重新分布。

渐进致密化

BCC晶格链式吸能器呈现应力平台和大的有效位移，通过渐进致密化实现稳定吸能。

应用场景

• 冲击防护结构：用于头盔、装甲等冲击防护结构，以陶瓷轻质高强特性吸收冲击动能。
• 轻质吸能材料：提供轻质高比吸能的陶瓷基材料，替代金属泡沫等传统吸能材料。
• 缓冲吸能器件：作为缓冲吸能器核心部件，用于车辆、航空等领域的能量吸收装置。
• 脆性材料增韧：通过外部约束抑制裂纹扩展，提高陶瓷等脆性材料的抗冲击韧性。
• 抗冲击结构：构建抗冲击结构，利用链结构将拉伸载荷转为轴向压缩以延迟失效。