CN109635320A - 一种基于激光增材制造的高能量耗散能力的点阵结构 - Google Patents

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王国丽
栾贻东
田振威
黄猷嘉
刘树辉
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Abstract

本发明涉及一种基于激光增材制造的高能量耗散能力的点阵结构，属于减振降噪工程技术领域。本发明的点阵结构，根据需要确定点阵结构的长L,宽W,高H，然后将多个胞元结构沿三个方向阵列，得到需要的点阵结构。本发明公开的一种基于激光增材制造的高能量耗散能力的点阵结构，因其特有的周期性，当弹性波在其中传播时，某些频率范围内的弹性波不能传播，这种弹性波带隙特性使其具有高能量耗散能力，起到减振降噪的效果。本发明的点阵结构，是通过激光增材制造技术进行制备的，能够快速精确的制备。

Description

一种基于激光增材制造的高能量耗散能力的点阵结构
技术领域
本发明涉及一种基于激光增材制造的高能量耗散能力的点阵结构，属于减振降噪工程技术领域。
背景技术
随着航空航天科技工业的快速发展，具有物理上轻质、高比面积，力学上高强韧、吸收机械能能力强，传热上易散热、良好隔热等性能优点的轻质多孔材料被认为是最具有前景的先进结构材料。点阵结构作为一种典型的轻质多孔材料，因其特有的周期性和多孔性，能够实现集承载与热控、隐身、吸能、作动、储能、阻尼于一体的多功能特性。激光增材制造技术的快速发展，可以帮助我们设计，制备内部结构更加复杂的点阵结构。
传统的轻质多孔材料因其自身的无序性及制备工艺的限制，容易导致材料性能不均匀，质量难以控制。本发明提出一种基于激光增材制造的具有高能量耗散能力的点阵结构，能够实现可控设计，及高精度高效率制备。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种基于激光增材制造的高能量耗散能力的点阵结构，该结构通过激光增材制造技术进行制备，能够起到减振降噪的效果。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
一种基于激光增材制造的高能量耗散能力的点阵结构，根据需要确定点阵结构的长L,宽W,高H，然后将多个胞元结构沿三个方向阵列，得到需要的点阵结构。
所述胞元结构的构建方法如下：
步骤一、在满足点阵结构尺寸要求的前提下，任意给定一个虚拟正方体，则能够得到虚拟正方体的边长X；
步骤二、构建8个正四面体；任选一个正方体的顶点做为正四面体的一个顶点；与该顶点相邻的正方体的三个面的中心点为正四面体的另外三个顶点；重复本步骤即可构建出8个正四面体；
步骤三、将每个正四面体的重心点与顶点连接，则得到4个胞元杆；重复本步骤即可得到32个胞元杆；则构建出了胞元结构；
一种基于激光增材制造的高能量耗散能力的点阵结构的制备方法为：将点阵结构导入软件进行切片处理，最后通过激光增材制造设备得到结构实体。
有益效果：
1、本发明公开的一种基于激光增材制造的高能量耗散能力的点阵结构，因其特有的周期性，当弹性波在其中传播时，某些频率范围内的弹性波不能传播，这种弹性波带隙特性使其具有高能量耗散能力，起到减振降噪的效果。
2、本发明公开的一种基于激光增材制造的高能量耗散能力的点阵结构，通过激光增材制造技术进行制备，能够快速精确的制备。
附图说明
图1本实施例一的胞元结构示意图；
图2本实施例二的胞元结构示意图。
具体实施方式
为了更好的说明本发明的目的和优点，下面结合附图和实例对发明内容做进一步说明。
实施例1：
一种基于激光增材制造的高能量耗散能力的点阵结构，根据需要确定点阵结构的长120mm,宽40mm,高10mm，然后将多个胞元结构沿三个方向阵列，得到需要的点阵结构。
所述胞元结构的构建方法如下：
步骤一、任意给定一个虚拟正方体，得到虚拟正方体的边长5mm；直径1mm；
步骤二、构建8个正四面体；任选一个正方体的顶点做为正四面体的一个顶点；与该顶点相邻的正方体的三个面的中心点为正四面体的另外三个顶点；重复本步骤即可构建出8个正四面体；
步骤三、将每个正四面体的重心点与顶点连接，则得到4个胞元杆；重复本步骤即可得到32个胞元杆；则构建出了胞元结构。
一种基于激光增材制造的高能量耗散能力的点阵结构的制备方法为：将点阵结构导入软件进行切片处理，通过激光增材制造设备得到结构实体。
通过对实施例1得到的结构进行试验，计算得出该结构的阻尼比为3.12％远高于同尺寸大小实体结构的1.74％。在相同的振动激励条件下，振幅降低了40％以上。
实施例2：
一种基于激光增材制造的高能量耗散能力的点阵结构，根据需要确定点阵结构的长120mm,宽40mm,高10mm，然后将多个胞元结构沿三个方向阵列，得到需要的点阵结构。
所述胞元结构的构建方法如下：
步骤一、任意给定一个虚拟正方体，得到虚拟正方体的边长10mm；直径1.5mm；
步骤二、构建8个正四面体；任选一个正方体的顶点做为正四面体的一个顶点；与该顶点相邻的正方体的三个面的中心点为正四面体的另外三个顶点；重复本步骤即可构建出8个正四面体；
步骤三、将每个正四面体的重心点与顶点连接，则得到4个胞元杆；重复本步骤即可得到32个胞元杆；则构建出了胞元结构。
一种基于激光增材制造的高能量耗散能力的点阵结构的制备方法为：将点阵结构导入软件进行切片处理，通过激光增材制造设备得到结构实体。
通过对实施例1得到的结构进行试验，计算得出该结构的阻尼比为2.69％远高于同尺寸大小实体结构的1.74％。在相同的振动激励条件下，振幅降低了30％以上。
本发明公开的一种基于激光增材制造的高能量耗散能力的点阵结构具有高能量耗散能力，能够起到显著的减振效果；其制备过程简单有效，能够快速而精确的制备所设计的结构。
以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于激光增材制造的高能量耗散能力的点阵结构，其特征在于：根据需要确定点阵结构的长L,宽W,高H，然后将多个胞元结构沿三个方向阵列，得到需要的点阵结构；
所述胞元结构的构建方法如下：
步骤一、在满足点阵结构尺寸要求的前提下，任意给定一个虚拟正方体，则能够得到虚拟正方体的边长X；
步骤二、构建8个正四面体；任选一个正方体的顶点做为正四面体的一个顶点；与该顶点相邻的正方体的三个面的中心点为正四面体的另外三个顶点；重复本步骤即可构建出8个正四面体；
步骤三、将每个正四面体的重心点与顶点连接，则得到4个胞元杆；重复本步骤即可得到32个胞元杆；则构建出了胞元结构。
2.制备如权利要求1所述的一种基于激光增材制造的高能量耗散能力的点阵结构的方法，其特征在于：将点阵结构导入软件进行切片处理，最后通过激光增材制造设备得到结构实体。
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