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Octet-truss点阵结构的断裂行为研究及结构增韧设计
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作者 何婉青 王宇航 +1 位作者 罗伟洪 王志勇 《机械强度》 北大核心 2025年第2期130-137,共8页
Octet-truss点阵结构具有高强、高韧以及轻质化的特征,是工程领域的优选材料之一。对具有浅预制裂纹的Ti6Al4V Octet-truss点阵结构进行了三点弯曲试验,并结合数字图像相关(Digital Image Correlation,DIC)技术对断裂过程进行观测。为... Octet-truss点阵结构具有高强、高韧以及轻质化的特征,是工程领域的优选材料之一。对具有浅预制裂纹的Ti6Al4V Octet-truss点阵结构进行了三点弯曲试验,并结合数字图像相关(Digital Image Correlation,DIC)技术对断裂过程进行观测。为了深入研究点阵结构的断裂韧性,针对结构的三点弯曲断裂行为进行有限元分析,利用各向同性弹塑性力学模型表征结构杆件组元的力学响应,试验验证了模型的有效性。基于结构的弹塑性断裂行为,利用J积分法计算Octettruss点阵结构的断裂韧性。结果表明,Octet-truss点阵结构的断裂韧性与其相对密度、杆件长度的平方根呈正相关。对于裂纹尖端处的杆件组元,不同平面的杆件在相同截面尺寸下具有不同的应力状态和变形模式。针对结构的失效模式,通过优化不同平面杆件之间的截面尺寸比例平衡各杆件的应力状态,实现相同相对密度下的结构增韧。 展开更多
关键词 octet-truss点阵结构 数字图像相关 J积分 数值模拟 结构增韧设计
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连续纤维Octet-truss点阵夹芯结构制造及抗压缩性能 被引量：4
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作者 张甲瑞 翟光涛 李文礼 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1767-1774,共8页
Octet-truss是一种兼具轻质构型和多功能特点的三维点阵结构,为分析和验证其抗压缩性能,提出了一种采用连续纤维制备Octet-truss点阵夹芯板的方法,该方法设计了一套Octet-truss结构成型工装,采用该工装,运用空间编织法及树脂固化工艺制... Octet-truss是一种兼具轻质构型和多功能特点的三维点阵结构,为分析和验证其抗压缩性能,提出了一种采用连续纤维制备Octet-truss点阵夹芯板的方法,该方法设计了一套Octet-truss结构成型工装,采用该工装,运用空间编织法及树脂固化工艺制备了不同类型的玻璃纤维和凯夫拉纤维试件,并对试件进行了轴压测试,实验结果表明该方法制备的不同材质、不同尺寸的夹芯板力学性能稳定,验证了其制备工艺的可靠性,结合实验过程与SEM图像分析了玻璃纤维试件主要失效模式为节点附近纤维杆因纤维微屈曲出现断裂,凯夫拉纤维试件主要失效模式为纤维杆欧拉屈曲而出现弯曲破坏。 展开更多
关键词 octet-truss 点阵夹芯结构 制备工艺 成型工装 压缩性能
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八面体桁架结构在内冷通道中的流动传热特性研究 被引量：7
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作者 白晓辉 刘存良 +2 位作者 孟宪龙 杜昆 中山顕 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期281-290,共10页
为探究八面体桁架结构在航空发动机热端部件内冷通道中的可应用性,掌握八面体桁架结构的流动传热特性,采用理论推导和三维数值模拟的方法,对八面体桁架单体的有效导热系数以及八面体桁架阵列结构的流动结构和传热性能开展了研究。首先,... 为探究八面体桁架结构在航空发动机热端部件内冷通道中的可应用性,掌握八面体桁架结构的流动传热特性,采用理论推导和三维数值模拟的方法,对八面体桁架单体的有效导热系数以及八面体桁架阵列结构的流动结构和传热性能开展了研究。首先,针对八面体桁架单体结构,推导出了考虑节点效应的有效导热系数关系式,并通过与数值计算结果对比,验证了其有效性。其次,针对八面体桁架阵列结构,开展了整体结构的三维数值计算,分析了其内部通道的流动结构和温度分布,获得了不同结构的流动阻力和对流传热系数随雷诺数的变化规律。最后,考虑到结构的综合传热性能,本文针对不同孔隙率的八面体桁架阵列结构,进行了基于相同泵功率下努塞尔数的对比。根据计算结果,本文给出了获得最佳传热性能的无量纲直径0.07~0.08,相应的孔隙率变化为0.872~0.841。分析其原因,由于随着结构孔隙率的减小,即固体率的增加,对流传热强度不断提高,然而,当孔隙率减小到84.1%以下时,由于内通道中流动阻力骤然增大,导致传热效率降低。将八面体桁架结构应用于航空发动机热端部件内冷通道中,是同时出于高效冷却和力学性能的考虑,本文掌握八面体桁架阵列结构的流动传热特性,为其在实际工程中的应用提供了理论支撑。 展开更多
关键词 八面体桁架结构 内冷通道 三维数值模拟 有效导热系数 流动传热特性
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仿竹子结构八重桁架点阵结构设计与增材制造 被引量：4
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作者 张志 宋波 +1 位作者 祁俊峰 史玉升 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期34-40,共7页
针对航空航天、汽车工程等领域中对轻量化、高强度、高吸能构件的迫切需求,受启发于竹子的特殊宏微观空心结构,提出了空心八重桁架的高比强吸能点阵结构优化设计方法.空心八重桁架点阵结构由空心面心立方体和正八面体点阵结构组合而成,... 针对航空航天、汽车工程等领域中对轻量化、高强度、高吸能构件的迫切需求,受启发于竹子的特殊宏微观空心结构,提出了空心八重桁架的高比强吸能点阵结构优化设计方法.空心八重桁架点阵结构由空心面心立方体和正八面体点阵结构组合而成,采用光固化技术分别成形3种点阵结构并利用准静态压缩试验测试其力学性能,结果表明:空心八重桁架点阵结构的弹性模量低于空心面心立方体和正八面体点阵结构之和,屈服强度、抗压强度和能量吸收值高于两者之和.当点阵结构的边长为8 mm时,空心八重桁架点阵结构的弹性模量低于空心面心立方体和正八面体点阵结构总和的4.76%,而屈服强度、抗压强度和能量吸收值分别高于空心面心立方体和正八面体点阵结构总和的12.80%,7.09%和51.68%.当空心八重桁架结构的边长从8 mm增加到20 mm时,弹性模量、屈服强度、抗压强度和能量吸收分别下降19.96%,24.73%,30.77%和33.69%. 展开更多
关键词 增材制造 竹子结构仿生 八重桁架结构 光固化技术 力学性能
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