本文提出了一种新型的板杆混合晶格(PRHL)。通过将半开放式八板点阵(SOPL)与基于棒的点阵结构相结合,PRHL结构可以利用板和棒的变形特性,协同提高其整体性能。采用基于sls的3D打印技术,制备了PRHL结构样品,并通过准静态压缩实验和数值模拟相结合,对其力学特性和变形响应进行了细致的研究。实验结果揭示了PRHL结构独特的三阶段应力-应变行为,包括弹性、塑性平台和致密化阶段。与SOPL的力学特性相比,PRHL表现出更高的弹性模量、更高的平台应力和明显更好的能量吸收能力,这主要归功于掺入杆引入的混合协同作用。值得注意的是,PRHL的变形模式与SOPL明显不同,因为PRHL主要在细胞层之间的连接层发生变形,然后在相互连接层的压实完成后过渡到细胞层。为了加深我们的理解,我们采用了有限元模型来补充实验观察。这些模型考虑了材料的角度依赖特性,在整体应力应变响应和变形模式方面与实验结果吻合良好。深入研究了复杂的细观结构行为,通过两个关键因素来解释PRHL的能量吸收特性的改善:增加杆引起的板变形放大和杆变形引起的塑性能量耗散。此外,对控制PRHL比能量吸收性能的参数依赖关系进行了全面的探索。研究强调了结构参数如板厚、棒材直径和孔尺寸对比能吸收有显著影响。虽然调整板厚和杆径表现出潜在的增强,但其影响是有限的。值得注意的是,棒材直径与板厚之比约为1.6成为比能吸收的最佳准则。此外,减小孔尺寸可以提高结构性能,同时保持结构完整性和粉末去除的可行性。与传统的非金属晶格结构相比,板棒混合晶格结构表现出优异的比能吸收性能。然而,必须承认,目前的板棒混合晶格结构主要是通过增材制造技术实现的,这限制了其广泛应用,特别是在航空航天和汽车领域的吸能缓冲器等关键应用中。因此,如何实现板棒混合晶格结构的量产,以及全面了解PRHL结构的混合机制,从而进行应力多目标优化研究,将是未来研究的重点
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