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基于增材制造的三维点阵夹芯梁力学特性研究开题报告

 2021-03-11 00:29:55  

1. 研究目的与意义(文献综述)

近年来随着材料制备以及机械加工技术的迅速发展,轻质多孔点阵材料受到国内外航空航天飞行器等运载设备和诸多领域的广泛关注,是极具潜力的先进轻质高强多功能材料。与传统结构材料相比,点阵材料具有复杂变化的微结构和高孔隙率,具有优良的性能和广阔的应用前景[1-2]

⑴轻质、高强。点阵材料具有优良的比刚度和比强度,密度远低于传统的结构材料,因而制造具有同样性能的点阵材料成本更低。点阵材料能够满足航空航天领域的结构设计对于轻量化的要求。

⑵抗爆炸、抗弹道冲击。在冲击荷载下,多孔点阵结构往往会动态失稳,产生巨大的塑性变形,将冲击能量转化为热能,有效保护对其防护的结构。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容:

⑴对单层八面体点阵夹芯梁在不同的相对密度和单胞尺寸下进行数值计算,包括强度、刚度以及后屈曲特性的分析。

⑵用数值计算软件模拟双层八面体点阵夹芯梁在不同的层间密度分布情况下的强度的变化情况,得到最大强度所对应的层间密度分布。

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3. 研究计划与安排

第一周到第二周:查阅相关文献,获得单层双层点阵夹芯梁的理论资料,主要获得八面体点阵夹芯梁的参数化的模型数据;

第三周到第四周:选择一组特定的相对密度和芯子长度,用查阅的参数化的模型数据来建立单层的八面体点阵夹芯梁模型;

第五周:用abaqus软件来数值模拟三点弯情况下的破坏情况,获得强度、刚度以及后屈曲特性的结果和曲线;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]方岱宁,张一慧,崔晓东. 轻质点阵材料力学与多功能设计,北京: 科学出版社, 2009.

[2]吴林志,熊健,马力.复合材料点阵结构力学性能表征,科学出版社,2015.

[3]deshpande, v., fleck, n., ashby, m.,2001. effective properties of the octet-truss lattice material. j. mech. phys.solids 49 (8), 1747–1769.

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