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面向激光增材制造的仿生薄壁结构抗冲击研究

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冲击载荷是航空航天装备结构设计中不可忽视的因素,设计承载能力高、吸能特性好的薄壁结构是研究热点.综合骨骼和蜂窝的结构特征,基于Voronoi算法,开展了类蜂窝六边形结构伪随机排布;参考骨质内疏松外紧密的排布特征,进行分区设计,来构造新型抗冲击结构.通过激光选区熔化钛合金及激光选区烧结碳纤维/PEEK(polyether ether ketone,聚醚醚酮)复合材料仿生薄壁结构和均布蜂窝结构的抗冲击仿真,对比了2种结构的吸能特性.仿真结果表明:相比于均布蜂窝结构,在轴向冲击条件下,激光选区熔化钛合金和激光选区烧结纤维/PEEK复合材料仿生薄壁结构的最大吸能量分别提高了17.7％和27.7％;在侧向冲击条件下,最大吸能量分别提高了422.6％和99.2％.所设计的仿生薄壁抗冲击结构在航空航天领域具有重要的应用前景.
Study on impact resistance of bio-inspired thin-walled structure for laser additive manufacturing

thin-walled structurebio-inspired designimpact resistantlaser selective meltinglaser selective sintering

李佳、宋梅利、冯君、汤海斌

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南京理工大学机械工程学院, 江苏南京 210094

南京理工大学瞬态物理国家重点实验室, 江苏南京 210094

南京理工大学智能制造学院, 江苏南京 210094

薄壁结构 仿生设计 抗冲击 激光选区熔化 激光选区烧结

国家自然科学基金资助项目航空航天结构力学及控制全国重点实验室开放课题

52305382MCMS-E-0423Y01

2024

10.3785/j.issn.1006-754X.20224.03.317

工程设计学报
浙江大学 中国机械工程学会

工程设计学报

CSTPCD北大核心
影响因子：0.694
ISSN：1006-754X
年,卷(期)：2024.31(1)
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