增材制造钛合金微桁架夹芯板低速冲击响应

• 作者: 郭怡东 马玉娥 李佩谣
• 来源期刊: 航空学报
• 学科: 航空航天
• 关键词: 增材制造 钛合金 低速冲击 FCC和BCC微桁架结构 破坏模式
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 材料工程与机械制造
• 页码范围: 370-380
• 页数: 11页
• 分类号: V214.9
• 语种: 中文

摘要

增材制造技术能够制造复杂点阵结构.相比于传统的加工工艺,可以一次成型,克服了低速冲击下传统工艺芯层与面层在连接点处易发生脱粘的问题.利用低速落锤试验装置对增材制造面心立方(FCC)夹芯板和体心立方(BCC)夹芯板进行了低速冲击试验,获得了两种微桁架点阵夹芯板的破坏模式和冲击响应曲线.低速冲击下,微桁架夹芯板上面层在冲击部位产生局部凹坑,并出现裂纹,其余部位没有大变形.试验结果表明在相同能量冲击下,BCC夹芯板的凹坑深度要小于FCC夹芯板,BCC夹芯板的抗冲击性能要优于FCC夹芯板;建立有限元模型,较好地表征了低速冲击过程中微桁架结构的损伤.发现在低速冲击过程中,对于两种微桁架点阵夹芯板,冲击能量主要由上面层和芯层吸收;冲击能量改变,夹芯板各部分吸能百分比变化较小.BCC夹芯板和FCC夹芯板结构稳定,整体性好;低速冲击下,FCC夹芯板最先发生破坏的部位是上面层与芯层连接处;而BCC夹芯板最先发生破坏的部位是中间竖直桁架.