近日，武汉理工大学理学院、新材料理论与应用湖北省重点实验室的研究成果“Multi-dimensional hybridized TPMS with high energy absorption capacity”发表在固体力学领域顶级期刊IJMS(International Journal of Mechanical Sciences)2024年第273卷上。论文由张晓楠、晏石林、谢翔宇、李永静、王成和文聘等人合作完成。其中，直博生张晓楠为第一作者，晏石林教授为通讯作者，这是本校力学学科独自在IJMS上发表的一篇重要学术论文。

基于三周期极小面(TPMS)的点阵结构因其轻质、极高的延展性和出色的能量吸收能力而受到广泛的研究关注。在本研究中，通过综合几种TPMSs 点阵结构的优点，首次提出一种多维杂交设计。在 P、IWP 和 FRD 结构的基础上，利用 Sigmoid 函数成功实现了一维、二维和三维杂交。利用激光束金属粉末床融合(PBF-LB/M)技术，用 Al-Si10-Mg 粉末制造出了所设计的 TPMS 结构。实验和数值研究了它们在不同加载方向下的力学性能。结果表明，杂交策略有效地改变了 TPMS 结构的力学性能。当杂交方向与压缩方向平行时，杂交结构会表现出更大的比能量吸收，而垂直条件下则会产生更高的杨氏模量。值得注意的是，二维杂交 P-FRD 结构在平行压缩下具有更加优异的力学性能。此外，与均匀结构相比，一维和二维杂交结构的比吸能更强，最大能量吸收率分别为 45.02% 和 52.81%。所提出的杂交设计策略有望加速吸能结构在实际工程中的应用。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2024.109244

(文/图:李永静 编辑:梁海霞  审核:刘立胜)