三种仿生格子结构在压缩下能量吸收特性的实验和计算分析
摘要：仿生结构如珠酮，双点格栅和斯皮诺结构的机械性能和吸能特性是通过有限元分析和实验表征来评估的。作为研究的一部分，使用弹性树脂打印了10％体积分数的珠酮和双点格栅结构，并在单轴压缩下进行了机械测试。计算模型经过校准以符合观察到的实验数据，并在显式有限元求解器中模拟了更高体积分数结构的响应。研究了不同体积分数结构的应力-应变数据，并计算了总吸收能量，能量吸收效率和致密化应变发生的起点等能量吸收参数。此外，根据节点连接性和Gibson-and-Ashby定律，将结构划分为以弯曲为主和以拉伸为主的结构。研究结果表明，双点格栅在每个体积分数组中能够吸收更多能量。然而，珠酮结构在高应变下表现出更高的能量吸收效率和致密化起点。斯皮诺结构在低体积分数下表现出最差的吸能性能。此外，结果表明，双点格栅是以拉伸为主的结构，而珠酮结构是以弯曲为主的结构，这可能是它更好的能量吸收应用候选结构的原因。
作者：Mahtab Vafaeefar, Kevin M. Moerman, Ted J. Vaughan
论文ID：2308.14452
分类：Medical Physics
分类简称：physics.med-ph
提交时间：2023-08-29