学术前沿 | 基于增材制造的新型三维增材结构的压缩力学性能

本文提出了一种基于二维ART的创新3D自膨胀晶格结构，并使用LCD 3D打印技术制备了样品。通过实验和仿真相结合的方法，研究了LART在y方向准静态压缩下的变形模式和力学性能。还探讨了壁厚和单元数对LART的影响，以及在未破坏变形模式下泊松比值的连续变化趋势。最后，比较了单元数为2 × 2 × 2的LART在压缩响应方面与2D-ART和3D-RE的差异，确保相同的ρr，突出了新型3D结构的设计优势。根据实验结果，可以得出以下结论：

1.LART的应力曲线可以分为四个阶段：弹性阶段、第一次平台阶段、峰值应力阶段和第二次平台阶段。由于材料本身脆性，LART在第二个平台阶段发生了严重的断裂失效，表现出类似于突然屈曲的承载特性。在峰值应力之前，LART的压碎响应可以通过理想的弹塑性材料模型很好地模拟，有助于研究结构的连续变形模式和泊松比。

2.随着压缩的进行，LART从外围向结构中心收缩，表现出沙漏形状的变形，并展现出优异的自膨胀特性。当沿y方向压缩时，由于对称性，LART的泊松比在x和z方向上几乎相同。连接方式的改变使得LART的单元格不再表现出与原设计策略相同的变形机制，不同的镜像方法对LART的力学性能几乎没有影响。