不同芯层密度和材料对3D打印六边形蜂窝芯夹层结构准静态性能的影响

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增材制造(AM)技术在汽车和航空航天工业中用于开发复杂、轻质夹层结构。这些结构对承载和抗冲击性能至关重要，但在压缩载荷下易发生脆性断裂和压溃失效。本研究通过准静态试验(平压、面内压缩和弯曲)评估了不同单元尺寸(6、8和10 mm)和材料(聚乳酸(PLA)、PLA-碳纤维和PLA-木纤维)的3D打印六边形蜂窝芯夹层复合材料的压缩性能、能量吸收和失效损伤。结果表明，增加芯层密度可提高压缩强度、模量和能量吸收能力。对于轻质结构，8 mm单元尺寸具有最优的能量吸收效果。PLA平压试验中，8 mm单元比10 mm单元多吸收419.49 J能量。此外，由于填料与PLA基体的相容性更好，PLA-木纤维的力学性能优于PLA-碳纤维。在8 mm单元平压试验中，PLA-木纤维吸收能量214.01 J，而PLA-碳纤维为122.49 J。失效模式随试验类型而异。研究表明3D打印蜂窝芯结构在航空航天和汽车等行业的承载应用中具有广阔的应用潜力。

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