Patek等借助FFF制作出規則和漸變拓撲蜂窩結構，研究發現不同的拓撲排列可以改變結構的變形規律，且漸變拓撲結構具有更高的能量吸收。

Wu等采用理論和數值模擬方法研究了單孔結構和復合蜂窩的面內壓縮響應，其中復合蜂窩以方形、圓形和六邊形蜂窩作為蜂窩層，發現通過適當的進行蜂窩層的布置可以有效的提高負載均勻性并控制平臺應力和能量吸收的幅度。

Feng等用曲面代替傳統菱形蜂窩的蜂窩壁，借助FDM設計制造了具有不同相對密度和梯度排列的蜂窩結構并進行測試，實驗和數值模擬結果表明規則蜂窩的強度和相對剛度隨相對密度的增加而增大，與傳統蜂窩相比，梯度蜂窩表現出最佳的能量吸收性能。

梯度多孔材料給我們帶來了一種新的設計思路，了解梯度蜂窩結構的力學性能和能量吸收過程，以及它們與規則蜂窩結構之間的區別，有望為輕型功能漸變多孔材料的未來設計提供一定的指導。

在調研大量文獻后發現，盡管定制3D打印蜂窩結構可實現力學響應和吸能性，但是許多工作都集中在剛性或脆性材料上，對工業塑料研究很少。因此，本課題以超彈性材料PDMS、彈性和柔性彈塑性材料TPU作為實驗材料，采用實驗和數值模擬的方法系統地探究了在準靜態壓縮下彈性多孔蜂窩結構的力學響應和吸能性。其中，以六邊形蜂窩結構為主，探究了相對密度和材料對多孔蜂窩結構的影響；通過引入正方形和三角形單元，進一步探究了在不同材料下，單元形狀對彈性蜂窩結構的影響。此外，還借助數值模擬的方法對梯度蜂窩結構的力學性能和吸能性進行了研究。

主要研究內容如下：

1. 材料與設備介紹：首先介紹了實驗中主要使用的材料和設備；
2. 打印工藝與表征：然后探究不同材料的打印工藝，借助直書寫打印(DIW)和熔融沉積成型(FDM)制作出不同材料的蜂窩結構并進行表征；
3. 材料力學性能比較：最后，通過單軸拉伸實驗比較了三種材料的力學性能差異。
4. 規則蜂窩結構實驗：通過實驗的方法探究了規則蜂窩結構在準靜態壓縮下的變形模式、力學性能和吸能性，包括相對密度、材料和單元幾何結構等的影響；
5. 彈性蜂窩結構循環壓縮性能：其次，彈性蜂窩結構的循環壓縮性能被進一步的表征，并借助物理發泡的方式制作了隨機發泡材料，比較了其與規則蜂窩結構之間的性能差異。
6. PDMS材料實驗與模擬：對聚二甲基硅氧烷(PDMS)圓柱進行單軸壓縮實驗并利用實驗數據選取合適的本構模型，借助Abaqus6.14和選取的本構模型對上述單軸壓縮實驗進行模擬，以驗證PDMS材料參數的準確性；
7. PDMS蜂窩結構建模與驗證：然后介紹PDMS蜂窩結構的建模過程并將規則和梯度蜂窩結構的實驗與數值模擬結果進行比較，以驗證模型和材料參數的準確性；
8. 梯度蜂窩結構數值模擬：最后，設計了多種梯度蜂窩結構，通過數值模擬探究了梯度分布和單元排列對其變形模式、力學性能和吸能性的影響并與規則蜂窩結構進行比較。

蜂窩結構制作與表征：蜂窩結構的材料、設計、制作和表征進行系統的介紹。首先明確了題中用到的材料和儀器，并對主要制作和測試設備進行原理性的介紹；然后設計了本文要制作的蜂窩結構并制備相應的材料，借助直書寫打印機和FDM打印機制作了由不同材料組成的蜂窩結構并進行表征；最后，通過單軸拉伸實驗比較了三種材料的力學性能。

裝置組成：該裝置主要由計算機控制系統、三維移動平臺和油墨輸出系統三部分組成。其中，計算機控制系統用來進行三維結構的設計以及打印路徑的編寫，也通過其來控制移動平臺的移動以及調整打印參數。

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