力学季刊

作者：杨鄂川, 谭成帅, 马婧华, 李映辉, 覃亮, 孔垂建

关键词：梯度点阵结构；力学特性；Timoshenko梁；理论预测

针对由变截面杆构成的体心立方(Body-Centered Cubic, BCC)梯度点阵结构，推导了BCC线性变截面弯折杆弯矩的分布表达式，应用于Timoshenko梁理论，得到了梯度点阵结构的力学特性参数化理论预测模型；采用六面体实体单元建立了BCC变截面单胞单元和梯度点阵结构的有限元模型，完成了仿真分析，验证了理论预测模型的有效性．对于梯度点阵结构则采用3D打印技术并选择316L金属粉末制备试样，开展了准静态压缩力学试验，同时也完成了同样工况下的有限元仿真分析，验证了Timoshenko梁模型对于长径比10以下梯度点阵结构力学特性研究的适用性，最后通过理论模型讨论了不同长径比、单胞尺寸、单胞数量和梯度方向等各种梯度点阵结构力学特性的变化规律．研究结果表明：对于线性变截面弯折杆，文中所推导的弯矩分布更加精确，能有效降低理论解的误差；采用本文中的理论预测模型，若长径比在3.5~8.7区间内，BCC变截面单胞单元及梯度点阵结构的等效弹性模量解的误差在3 %以内．

来源：2024年第2期

《力学季刊》期刊编辑部

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