【摘 要】
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根据人体自然骨的受力情况,运用拓扑优化与激光选区熔化技术相结合的方法设计制造一系列多孔材料,采用实验和模拟的方法对其中孔隙率为50％,胞元尺寸分别为3、4、6 mm的钛合金多孔材料的压缩性能进行研究.建立准静态压缩模型,引入Johnson-Cook损伤模型,获得压缩过程中材料局部失效特征.研究结果显示,多孔材料的变形失效行为由线弹性、平台以及失效3个阶段组成,模拟和压缩实验获得的多孔材料抗压强度相近.在多孔材料变形失效模拟过程中,胞元连接处以及中央粗柱产生塑性铰,并表现出独特的分阶段塑性变形以及断裂特征,
【机 构】
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北京工业大学激光工程研究院,北京 100124
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根据人体自然骨的受力情况,运用拓扑优化与激光选区熔化技术相结合的方法设计制造一系列多孔材料,采用实验和模拟的方法对其中孔隙率为50％,胞元尺寸分别为3、4、6 mm的钛合金多孔材料的压缩性能进行研究.建立准静态压缩模型,引入Johnson-Cook损伤模型,获得压缩过程中材料局部失效特征.研究结果显示,多孔材料的变形失效行为由线弹性、平台以及失效3个阶段组成,模拟和压缩实验获得的多孔材料抗压强度相近.在多孔材料变形失效模拟过程中,胞元连接处以及中央粗柱产生塑性铰,并表现出独特的分阶段塑性变形以及断裂特征,因此多孔材料在平台阶段保持较高承载能力,最终多孔材料因斜向断裂带的产生而完全失效.
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