关键词:
点阵结构
塑性屈服强度
隐式曲面
选择性激光熔化
有限元分析
机械测试
摘要:
点阵结构与密实结构存在的力学性能差异之一表现在塑性屈服响应上,因此,研究其屈服行为可为点阵结构的设计和应用提供重要的理论依据。首先,对Gyroid点阵结构进行简化,并基于变形体功能原理建立其力学模型,得到Gyroid点阵结构塑性屈服强度与体积分数之间的映射关系;然后,基于有限元分析软件Abaqus对Gyroid点阵结构准静态压缩过程开展仿真实验,初步验证理论模型的准确性;最后,通过选择性激光熔化(SLM)制备不同体积分数316L不锈钢Gyroid点阵结构,进行单轴压缩实验,分析其变形机制与力学性能。结果表明:理论推导、有限元仿真结果与实验结果相比,误差在25%以内,且根据3种方法结果拟合得到的Gibson-Ashby模型系数具有较好的一致性,表明本文基于理论推导建立的Gyroid点阵结构塑性屈服强度预测模型的有效性。理论模型的构建方法可以转化到其他复杂类型点阵结构中,为快速核算点阵结构力学性能,并将其应用在工程装备中提供理论依据。