纸莎草点阵超材料

吸能优异

通过仿纸莎草截面几何重分布应力，从节点转移到杆件，同时保持结构各向同性与轻量化。

Huang, Yuhe · He, Xi · 李干 · Liu, Ruxia · 刘文彬 · 张雷 · Shuo, Wang · Hanyang, Yu · Zhifang, Shi · 李婴 · 黎兴刚 · 汪水泽 · 高军恒 · Zhao, Haitao · 朱强 · Lu, Jian · 毛新平

Advanced Powder Materials 2026

参数信息

抗压强度提升

63 %

吸能提升

32 %

比模量提升

59 %

技术优势

节点应力分散

仿纸莎草茎的三角形棱柱截面将应力从节点重分布到杆件，抑制了应变局部化，使整体变形更均匀。

强度提升63%

与传统BCC/FCC点阵相比，316L不锈钢仿生点阵的抗压强度提高了63%。

吸能增加32%

仿生设计通过更均匀的变形提高了能量吸收能力，使吸能量增加32%。

比模量增加59%

在保持轻量化的同时，比模量提高了59%，更适合对重量敏感的应用。

应用场景

• 轻量化结构：在保持低密度的同时显著提升抗压强度和比模量，适合对重量敏感的结构件。
• 航空航天材料：高比强度和高吸能特性可用于减轻飞行器结构重量并提高抗冲击能力。
• 耐撞吸能结构：通过均匀变形提高单位质量的吸能量，适合作为碰撞防护结构。
• 机械超材料：提供一种可推广的应力重分配设计原则，用于开发高性能点阵超材料。