仿生高强韧轻质管结构的抗弯性能研究

摘要

基于玻璃海绵中八角形结构和竹节中维管束特征，利用数字光处理技术(digital light processing, DLP)工艺设计并制备了两类仿生轻质高强韧平面结构及对应的管状支架结构；采用仿真与实验相结合的方法，聚焦分析仿生平面结构在受压过程中的极限载荷、破坏模式和吸能情况；基于三点弯曲力学性能试验结果并结合数值模拟选取抗弯性能最优的仿生平面结构，并对各平面结构对应的仿生轻质管进行抗弯性能研究。结果表明，与传统蜂窝管相比，所设计的仿玻璃海绵轻质管抗弯性能更强，验证了平面结构对比结果的可靠性。研究结果可为新型轻质高强韧支架的设计和制备提供指导与参考。

关键词

玻璃海绵 / 仿生轻质结构 / 三点弯曲 / 轻量系数 / 数字光处理工艺

基金资助

国家自然科学基金(52175234,51105175); 江苏省“六大人才高峰”项目(JXQC-006)