三角函数密度梯度蒙皮点阵结构设计及力学性能

摘要

基于螺旋(gyroid)型的3周期最小曲面（TPMS），针对目前研究中梯度点阵结构梯度变化规律较为单一的问题，提出了正弦函数平方和余弦函数平方密度梯度蒙皮点阵结构，并采用选择性激光熔化（SLM）技术制备了钛合金（Ti-6Al-4V）样件.为研究其力学性能对样件进行了有限元分析和压缩实验，二者结果误差小于6.3%.以传统线性密度梯度蒙皮点阵结构为对照，将3种结构的力学性能、变形行为及能量吸收特性进行了对比分析.结果发现，3种结构中，余弦函数平方蒙皮点阵结构承载性能最好，正弦函数平方蒙皮点阵结构能量吸收能力最强.通过优化蒙皮点阵结构内部相对密度分布，可以提高其力学性能和能量吸收能力.

关键词

螺旋型 / 3周期最小曲面 / 密度梯度 / 蒙皮点阵结构 / 压缩实验