晶格结构的设计与优化：综述

摘要整理

蜂窝状结构包括泡沫、蜂窝和晶格结构。与泡沫和蜂窝相比，晶格结构具有轻质、高强度、能量吸收和减振等突出优势，已成为研究热点。由于性能优异，晶格结构已广泛应用于航空、生物工程、自动化等工业领域。特别是增材制造（AM）技术在晶格结构制造中的应用，推动了晶格结构设计进入新阶段并取得突破性进展。本文通过大量文献调研，系统综述了晶格结构的研究现状。首先，基于文献介绍，总结了晶格结构的定义和分类，将其分为均匀晶格和非均匀晶格两大类。其次，详细介绍了晶格结构的性能与应用，并评估了传统加工和增材制造两种制造工艺。第三，对均匀晶格结构的设计方法进行了总结，包括几何单元胞体法、数学算法生成法和拓扑优化法三种主要方法。第四，从梯度设计和拓扑优化两个方面综述了非均匀晶格结构，涵盖Voronoi剖分、尺寸梯度法（SGM）、尺寸匹配与缩放法（SMS）和均质化-优化-构造法（HOC）等方法。最后，从多个角度展望了晶格结构的发展前景。

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