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激光3D打印仿生抗冲击结构：压缩载荷下的失效机制

DOI：10.1080/17452759.2019.1677124 期刊：Virtual and Physical Prototyping 出版年份：2019 更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要： 本研究基于螳螂虾尾节的结构特征，对双向波纹（DCP）结构开展了全面的失效机理研究。采用AlSi10Mg粉末通过选择性激光熔化（SLM）工艺制备DCP结构，系统探究了关键结构参数——波数（N）对SLM成型DCP构件压缩行为、应力分布、变形模式及断裂机制的影响。结果表明：随着波数（N）增加，结构膨胀效应愈发明显，导致压缩力-位移曲线平台区消失、比吸能（SEA）增长率降低及单周期单元吸能减少；观测到三种变形模式，分别为全折叠模式（N=4）、过渡模式（N=5）和整体屈曲模式（N=6）；断裂形貌分析揭示，随着波数增加，断裂机制由韧性断裂转变为脆性断裂。
作者： Jiankai Yang，Dongdong Gu，Kaijie Lin，Chenglong Ma，Rui Wang，Hongmei Zhang，Meng Guo
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究激光3D打印仿生抗冲击结构在压缩载荷下的失效机理。

研究成果

研究表明，波数（N）显著影响DCP结构的压缩行为、变形模式和断裂机制。随着N值增大，结构膨胀效应愈加明显，导致能量吸收能力发生变化，断裂机制从韧性向脆性转变。

研究不足

该研究仅限于分析压缩载荷下的DCP结构，并未探讨其他载荷条件或材料。

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