几种变截面点阵承受面外压缩载荷的力学行为
MECHANICAL BEHAVIOR OF SEVERAL LATTICE WITH NON-UNIFORM LONGITUDINAL CROSS-SECTION UNDER OUT-OF-PLANE COMPRESSION LOAD

摘要 增材制造工艺的出现使得轴向变截面点阵结构设计成为可能，变截面点阵的刚度、强度和稳定性等力学行为研究具有重要的工程意义。假定杆件横截面沿轴向呈双曲线或椭圆型变化，积分推导变截面对于杆件刚度产生的影响，在平衡方程中进行参数变换，推导出变截面对于杆件失稳特征值的解析解，并最终将椭圆型截面杆件应用于实际的金字塔点阵设计。最后引入了特征值算法和弧长法，前者证实了解析解的正确性，后者用于计算含几何缺陷的金字塔胞元后屈曲行为。解析解与数值方法均表明，对于相对密度较低的金字塔点阵，椭圆型轴向变截面杆件设计可以使得点阵刚度在基本保持不变的情况下，有效提高点阵等效压缩强度。研究结果可以为高性能变截面点阵的设计提供理论基础