5、实现力学性能的初步突破:在本次研究之中,马前团队巧妙结合了立方结构的空心薄壁细杆机械超材料与薄板机械超材料,并让两者实现了互相贯穿。
1)在结构形式上,其迥异于以往报道的机械超材料的拓扑结构。 2)在强化机理上,则能充分发挥两种结构各自的特点,通过契合这两种超材料结构,在保持原母体空心薄壁细杆超材料基本功能特征不变的前提下,大幅度地提高力学性能,实现了结构功能一体化质的飞跃。
6、研究中,他们使用钛合金 Ti-6Al-4V 球形粉末为原料,用激光粉末床打印的方式制备了上述结构的新材料。结果表明,在相对密度为 20-40% 的研究范围内,材料的相对屈服强度远远高过已有的金属多孔材料。其中,当材料的绝对密度为 1.8g/cm³ 时,其绝对屈服强度大于 260MPa。该屈服强度远远超过最强的铸造镁合金 WE54-T6 屈服强度(165MPa),这拓宽了轻质高强金属机械超材料的应用空间。依据现有的理论模型,在相同密度条件下,不同多拓扑结构材料的力学性能,例如屈服强度或弹性模量相差可达 10 倍以上。因此,拓扑结构会力学性有着非常重要的影响。 需要强调指出的是,实现轻质高强多拓朴结构设计的核心在于,在给定的密度条件下,尽可能地让承载时的应力实现均匀化分布。
7、由于本次所报道的工作仅限于钛合金,因此审稿专家们也十分关注这一设计思路能否用于其它金属合金体系。从马前和团队最近完成的针对铝合金的研究工作看,答案是肯定的。
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