[发明专利]确定高强度和高弹性点阵材料的方法

说明书

本发明公开了一种确定高强度和高弹性点阵材料的方法，包括以下步骤：s1.准备多种不同单胞位姿的点阵材料；s2.对所述点阵材料进行静态压缩实验，并从实验结果中得到的对应点阵材料应力‑应变关系曲线，从而确定出高强度和高弹性的点阵材料；本发明通过上述研究方法得到一种高强度点阵材料和高弹性点阵材料。

技术领域

本发明涉及材料结构技术领域，尤其涉及一种确定点阵结构的研究方法和通过该研究方法得到的高强度点阵材料和高弹性点阵材料。

背景技术

点阵结构由于其具有优异的力学性能与多功能特性，被广泛应用于航空航天、交通、医疗等领域。而确定点阵结构的力学性能，是点阵结构的实际应用的基础，目前对于点阵结构力学性能的分析主要通过理论计算、有限元仿真、实验等研究方法，研究包括长径比、相对密度、不同构型、加载方向等对结构的力学参数如弹性模量、极限应力、泊松比等的影响。对于影响点阵结构力学性能的研究点，还未涉及点阵结构的位姿。

发明内容

本发明的目的是分析单胞位姿对点阵材料力学参数的影响，通过有限元仿真模拟准静态压缩实验，评估6种不同位姿的点阵结构的力学性能，依据仿真结果求解单胞位姿与结构力学性能的关系，并根据实验结果得到一种高强度和高弹性的点阵材料。

本发明的一种确定高强度和高弹性点阵材料的方法，包括以下步骤：

s1.准备多种不同单胞位姿的点阵材料；

s2.对所述点阵材料进行静态压缩实验，并从实验结果中得到的对应点阵材料应力-应变关系曲线；

进一步的，步骤s1中，选取单胞为八面体结构的点阵材料，并设置单胞的对称轴与垂直方向具有不同的角度。

进一步的，所述单胞的对称轴与垂直方向的角度选取0°、10°、20°、30°、40°与45°。

本发明的一种高强度点阵材料，其包括多个周期性重复排列的点阵单胞，所述点阵单胞的对称轴与垂直方向的夹角为45°。

本发明的一种高弹性点阵材料，其包括多个周期性重复排列的点阵单胞，所述点阵单胞的对称轴与垂直方向的夹角为20°。

本发明的有益效果为：

采用本研究方法可以评估出不同单胞位姿的点阵结构的力学性能；同时，根据实验结果获得强度最高以及弹性最好的点阵材料。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明：

图1(a)为本发明中单胞的对称轴与垂直方向的角度选取0°的点阵结构的二维示意图；

图1(b)为本发明中单胞的对称轴与垂直方向的角度选取0°的点阵结构的三维示意图；

图2(a)为本发明中单胞的对称轴与垂直方向的角度选取10°的点阵结构的二维示意图；

图2(b)为本发明中单胞的对称轴与垂直方向的角度选取10°的点阵结构的三维示意图；

图3(a)为本发明中单胞的对称轴与垂直方向的角度选取20°的点阵结构的二维示意图；

图3(b)为本发明中单胞的对称轴与垂直方向的角度选取20°的点阵结构的三维示意图；

图4(a)为本发明中单胞的对称轴与垂直方向的角度选取30°的点阵结构的二维示意图；

图4(b)为本发明中单胞的对称轴与垂直方向的角度选取30°的点阵结构的三维示意图；

图5(a)为本发明中单胞的对称轴与垂直方向的角度选取40°的点阵结构的二维示意图；

图5(b)为本发明中单胞的对称轴与垂直方向的角度选取40°的点阵结构的三维示意图；