多向梯度晶格

刚度提升48.8%

一种基于八面体单胞构建的三向梯度晶格结构，通过拓扑梯度设计同时提升多方向上的刚度和屈服性能。

Lei, Yue · Liu, Hao · Cheng, Zhengqiang · 阚前华 · 康国政

International Journal of Plasticity 2024

参数信息

弹性模量提升幅度

48.80 %

技术优势

多方向刚度提升

通过沿三方向连续变化的拓扑梯度设计，避免了均匀点阵在特定方向上的刚度不足。

屈服性能更均匀

归一化屈服面表明，去除相对密度影响后，三向梯度点阵在偏离主轴或平面的方向上仍保持较高屈服强度，优于单向或双向梯度点阵。

设计可扩展

所提出的归一化屈服面方法可推广到其他拉伸主导型点阵，为更广泛的梯度结构设计提供指导。

应用场景

• 轻质结构件：在保持轻量化的同时获得更高的刚度和多方向承载能力。
• 航空航天结构：满足航空航天部件对轻质、高刚度和复杂载荷下可靠性的需求。
• 增材制造点阵：利用增材制造实现复杂梯度拓扑，充分发挥设计自由度。
• 梯度结构设计：为梯度结构设计提供新的思路和可推广的屈服面分析方法。