拓扑优化Ti-6Al-4V点阵

强度提升70.76%

整体点阵结构在保持高比强度的同时，实现了力学与传热性能的协同提升。

Lu, Peipei · Shi, Xiaojie · Ye, Xiu · Hongfeng, Wang · 武美萍 · Enhui, Lu · Fei, Ding · Yiming, Cai · Junlong, Chen

Virtual and Physical Prototyping 2024

参数信息

抗压强度

486.87 MPa

温度梯度

242.5 °C

温度梯度比

64.7 %

技术优势

强度提升70.76%

拓扑优化单元设计的TopLC-L16抗压强度达486.87 MPa，较TopFC-L16显著提升，力学增强机制归因于优化的拓扑构型。

传热更高效

TopLC-L16的温度梯度为242.5 °C，温度梯度比64.7%，表明其具有更均匀的温度分布和高效的传热能力。

综合性能最优

建立的综合评价模型显示TopLC-L16具有最佳的综合性能，适合兼顾力学与传热的工程应用。

应用场景

• 轻量化结构件：以高比强度点阵替代实心结构，减轻重量同时保持承载能力。
• 热交换器：利用点阵的大表面积和优化流道增强对流换热，提高热交换效率。
• 增材制造点阵：通过LPBF制备拓扑优化点阵，实现复杂内部结构和定制化性能。
• 航空航天多孔结构：用于航空航天热端部件，兼顾轻量化和高效散热需求。