方岱寧院士團隊增材制造點陣結(jié)構(gòu)高保形設(shè)計評估新進展
? ? 輕質(zhì)高強點陣材料在航空航天、交通運輸、醫(yī)療裝備、汽車工業(yè)等國民經(jīng)濟和軍事安全等關(guān)鍵領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。近年來，隨著制造業(yè)的升級革命，金屬增材制造技術(shù)蓬勃發(fā)展，正在成為新一輪全球制造業(yè)創(chuàng)新的競爭點。
? ? 新的制造技術(shù)革命為點陣材料的設(shè)計注入了新的活力，拓寬了結(jié)構(gòu)材料的拓?fù)湓O(shè)計形式和性能設(shè)計域值。但是，由于復(fù)雜的制造環(huán)境以及工藝過程限制，所制備的點陣結(jié)構(gòu)內(nèi)部往往具有大量的隨機缺陷。這些缺陷會對結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋷缀胃弑Ｐ魏土W(xué)性能高保真產(chǎn)生不可忽視的影響，甚至?xí)鸬街鲗?dǎo)作用。
? ? 方岱寧院士課題組針對增材制造帶來的“幾何高保形”和“性能高保真”等關(guān)鍵技術(shù)問題，結(jié)合研究院先進原位CT試驗技術(shù)，通過建立統(tǒng)計的有限元模型，分析了不同幾何缺陷對點陣結(jié)構(gòu)力學(xué)性能、變形機理和能量吸收能力的影響。相關(guān)成果于2020年4月發(fā)表在頂級期刊Composites Part B：Engineering上（CPB, 2020, 108030）。
? ? 論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2020.108030
圖1 基于切片圖像的點陣結(jié)構(gòu)的幾何重構(gòu)過程
圖2 理想和統(tǒng)計的有限元模型
圖3 增材制造隨機缺陷對力學(xué)性能的影響
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? ? 本研究拓寬和發(fā)展了有限元計算模型，所提出的統(tǒng)計的有限元模型方法，為增材制造結(jié)構(gòu)材料的“幾何高保形”和“性能高保真”提供了評估方法指導(dǎo)。
? ? 在方岱寧院士指導(dǎo)下，曹曉飛博士為第一作者，李營副教授、肖登寶副教授為共同通訊作者。
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