基于Voronoi方法的梯度点阵结构力学性能的研究
林伟1
杨凤双1
石迎雨2
1.长春大学 机械与车辆工程学院, 长春1300222.中国第一汽车集团有限公司, 长春130000
摘要：通过设计不同梯度的结构,可提高点阵结构强度,改善其抗冲击、吸能减振等力学性能.利用Voronoi方法,在欧拉几何空间域内产生随机点,形成基本单元结构,并设定不同梯度单元结构的分布形式,最终生成具有不同梯度的点阵结构.共设计"向内"梯度和"向外"梯度两种形式,每种形式又分别设计了梯度等级为0.5、0.6、0.7、0.8和0.9共五个不同的点阵结构.当梯度等级为1时,是均匀点阵结构,即结构的梯度随等级变大逐渐呈现均匀化.利用Abaqus有限元分析软件对不同梯度的点阵结构进行压缩力学性能仿真分析.利用3D打印技术制备点阵结构,并进行力学压缩试验,验证有限元分析结果.有限元和压缩试验结果表明,与均匀点阵结构相比,具有梯度的点阵结构力学性能更好;在"向内"梯度点阵结构中,梯度等级为0.6的点阵结构力学性能最佳,具有很好的抗冲击和减振性能;"向外"梯度点阵结构中,梯度等级为0.8的点阵结构更有利于抵抗冲击力,起到吸能减振的作用;"向外"梯度点阵结构整体性能要优于"向内"梯度点阵结构.基于Voronoi方法设计的梯度点阵结构具有高强度、抗冲击和吸能减振等良好的力学性能,点阵结构的力学性能与梯度等级有密切关系.
关键词：Voronoi点阵结构梯度有限元抗冲击性吸能减振
分类号：TH123(机械设计、计算与制图)TB32(工程材料学)
论文发表日期：2023-04-15
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 399-406 )
英文信息