机械工程材料

作者：李媛, 李洋, 班子豪, 马翔宇

关键词：三周期极小曲面, 梯度点阵结构, 等效力学参数, 动力学模型

基于隐函数法设计了三周期极小曲面（TPMS）功能梯度点阵结构，建立了几何参数与相对密度的映射关系，并引入梯度指数调控点阵结构的密度分布；通过有限元仿真与单轴压缩试验标定等效力学参数，基于最小势能原理构建了TPMS功能梯度点阵结构的动力学模型并进行数值求解，通过有限元仿真与试验模态分析对模型进行验证，采用建立的动力学模型分析了点阵结构的动力学特征。结果表明：采用建立的动力学模型数值求解得到的TPMS功能梯度点阵结构前四阶固有频率与有限元仿真结果的相对误差小于5%，前两阶固有频率与试验结果的相对误差小于6%，证实了模型的可靠性。求解得到TPMS功能梯度点阵结构的固有频率随相对密度增大而增大；随着梯度指数增大，xOy平面弯曲模态（一/三/七阶）频率先减后增再减，xOz平面弯曲模态（二/四/八阶）及纵向模态（六阶）频率下降。

来源：2025年第8期

《机械工程材料》期刊编辑部

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