Enhancing impact resistance of hybrid structures designed with triply periodic minimal surfaces

小旋翼机 材料科学 复合材料 刚度 多孔性 变形(气象学) 蜂巢 选择性激光熔化 有限元法 蜂窝结构 最小曲面 抗冲击性 应变率 结构工程 几何学 微观结构 聚合物 数学 工程类 共聚物
作者
Fenglei Li,Jiakang Gan,Long Zhang,Hailun Tan,Eric Li,Bing Li
出处
期刊:Composites Science and Technology [Elsevier BV]
卷期号:245: 110365-110365 被引量:175
标识
DOI:10.1016/j.compscitech.2023.110365
摘要

The triply periodic minimal surface (TPMS) represents an engineered structure characterized by its mathematically controllable geometric topology and exceptional mechanical properties. This structure offers notable features such as high porosity, specific strength, stiffness, and energy absorption capabilities. Drawing inspiration from the structure of the human tibia, we developed hybrid structures that combine side-by-side, circular, and elliptical connections, utilizing two TPMS types: IWP and Gyroid. Our comprehensive study delves into the impact resistance of these hybrid structures when subjected to high strain rate loading. To conduct our research, we employed selective laser melting (SLM) to fabricate TPMS samples based on AlSi10Mg, and we validated our finite element model through quasi-static compression experiments. By conducting numerical simulations, we analyzed the mechanical properties and deformation patterns of these structures under strain rates of 250s−1 and 1250s−1, comparing them to commonly used porous structures such as Honeycomb, FCC, and BCC. Through quantitative analysis utilizing various evaluation indexes, we effectively demonstrated how the design of hybrid structures enhances energy absorption. Furthermore, we discussed the impact of strain rate on the mechanical properties of these structures, and the Gibson-Ashby model accurately predicted the mechanical properties of partial structures. These findings hold significant implications for guiding the design of lightweight porous structures, improving energy absorption, and enhancing impact resistance.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
CipherSage应助弓长张采纳,获得10
1秒前
天真的汉堡完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
Fhp发布了新的文献求助10
3秒前
稷下听风完成签到,获得积分10
4秒前
无花果应助小蔡会有猫的采纳,获得10
4秒前
4秒前
英俊的铭应助大蜘蛛哼唱采纳,获得10
5秒前
5秒前
Akim应助听云采纳,获得10
5秒前
ymx发布了新的文献求助10
7秒前
包容大象完成签到 ,获得积分20
7秒前
FashionBoy应助魔幻安筠采纳,获得10
7秒前
7秒前
田様应助科研采纳,获得10
8秒前
8秒前
9秒前
暗月青影应助彳亍而上学采纳,获得10
9秒前
笨笨袁绍完成签到,获得积分10
10秒前
研狗发布了新的文献求助20
10秒前
小云发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
科研通AI6.4应助sunwei采纳,获得10
10秒前
Fhp完成签到,获得积分20
11秒前
12秒前
小蘑菇噢噢噢完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
落羽发布了新的文献求助10
13秒前
撒上大声说完成签到,获得积分10
13秒前
洋毛毛发布了新的文献求助10
13秒前
bkagyin应助怕黑的寻菱采纳,获得10
13秒前
危机的曼香完成签到,获得积分10
14秒前
xiaoxiangzi完成签到,获得积分10
14秒前
Hey发布了新的文献求助10
15秒前
斯文败类应助慈祥的茈采纳,获得10
15秒前
15秒前
16秒前
coco完成签到 ,获得积分10
16秒前
JISOO发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Resistance Spot Welding Dataset for Automobile Body-in-White Quality Analysis 748
日本現代怪異事典 副読本 700
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 650
Machine Learning for Asset Management and Pricing 600
Numerical analysis of the coupled atmosphere-ocean models (CAO II). II 600
Models for the coupled atmosphere and ocean 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7387399
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8994050
关于积分的说明 19136011
捐赠科研通 7024092
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3228066
关于科研通互助平台的介绍 2390711
邀请新用户注册赠送积分活动 2209135