学术前沿 | 具有出色能量吸收能力的双相晶格圆柱管的设计原理

主要观点总结

文章研究了生物启发的双相晶格圆柱管（DPLCTs）的设计及其在能量吸收方面的表现。通过增材制造技术制造，DPLCTs表现出更高的比能量吸收（SEA）能力。文章的关键点包括DPLCTs的设计原则、变形机制以及其在工程应用中的潜力。

关键观点总结

关键观点1: DPLCTs的设计

该研究通过模拟孔雀螳螂虾正弦螺旋结构提出了双相晶格圆柱管（DPLCT）。采用增材制造技术由奥氏体不锈钢打印并压缩制造。DPLCTs通过优化增强相（RP）的排列设计以提高比能量吸收（SEA）。

关键观点2: DPLCTs的优异表现

DPLCTs表现出比单相晶格圆柱管（SPLCTs）更高的SEA。具有最大振幅宽度比的细胞表现出最佳的比能量吸收，比基于基质相（MP）和增强相（RP）的SPLCT分别高出74%和14%。

关键观点3: 复杂的变形模式和相互作用变形机制

引入RP后，观察到更复杂的变形模式以及与桁架塑性屈曲或扭曲、RP晶粒旋转或沿相边界移动相关的变形。除了“相边界滑移”外，还观察到“加固相旋转”作为另一种变形机制，它可以通过延迟致密化应变来提高能量吸收能力。

关键观点4: 设计原则与变形机制的关联

研究发现RP与MP之间的相互作用变形机制可以通过RP图案化进行控制和预测。具有优异比能量吸收能力的双相超材料设计原则包括RP颗粒的连续连接和强连接。

关键观点5: 工程应用潜力

该研究为设计高性能能量吸收材料提供了重要指导，并展示了双相晶格圆柱管在工程应用中的潜力。