本文研究了一种新型立方球板晶格材料的力学行为。以提高刚度为目标，实现了约束域拓扑优化过程。采用微力学有限元均质化方法评价了CSPLs及其拓扑优化对应物TOCSPLs（拓扑优化立方球板晶格）的有效弹塑性性能。与CSPLs相比，TOCSPLs具有更高的单轴、剪切和体积模量，分别增加了31%、14%和36%。此外，在单轴、剪切和静水加载条件下，屈服强度分别提高了103%、55%和62%。拓扑结构是通过熔融沉积建模（FDM）在ABS热塑性材料外添加制造的。
准静态压缩实验证明了TOCSPL 111+100在单轴模量方面优于其他拓扑结构。后缀111+100表示晶体学平面方向，其中固体板状圆盘在立方系统中形成。本文提出的拓扑结构优于某些类型的三周期最小表面、蜂窝、桁架和板基晶格材料。所提出的拓扑结构为在需要承载和冲击吸收能力的应用程序中使用它们提供了令人信服的理由。
本研究介绍了一种由板状固体圆盘组成的新型立方体球面板晶格（CSPL）材料。为了改进所提出的拓扑结构的设计，实施了约束域拓扑优化策略，以在规定的载荷和边界条件下呈现具有增强力学响应的新几何结构。对于相同的相对密度，拓扑优化的几何形状（即TOCSPLs）与CSPLs相比，单轴、剪切和体积模量分别增加了31%、14%和36%。此外，单轴屈服强度、剪切强度和静压屈服强度也有显著提高，分别提高了103%、55%和62%。此外，许多提出的拓扑达到了Hashin-Shtrikman上限（即理论弹性极限），同时在Suquet上限（即理论强度极限）的85%内执行。为了进行全面的力学表征，通过熔融沉积建模（FDM）技术对CSPLs和TOCSPLs进行增材制造，然后进行压缩测试。实验结果表明，与蜂窝、TPMS、桁架和基于板的几种晶格设计相比，所提出的设计在单轴模量、屈服强度和能量吸收方面具有优势。
通过研究生成的网格的弹塑性准静态压缩特性，对其压缩特性进行了数值研究。然而，该分析受到限制，因为它没有考虑到制造过程中产生的各向异性。加入损伤起裂准则可以提高模型对晶格材料能量吸收能力的预测精度。考虑到所提出的晶格材料在准静态载荷下表现出值得注意的能量吸收，未来的研究应优先探索其在动态载荷条件下的冲击吸收能力。这使得它们在需要改善冲击性能的应用中很有价值。本研究中提出的晶格材料的卓越性能为它们在需要承载和冲击吸收能力的应用中使用提供了强有力的理由。
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