来源：华中机械
丛书背景
“3D打印前沿技术“丛书是在“中国制造2025”的背景下，组织3D打印领域的专家学者编撰的一套反映理论和技术进步的丛书，卢秉恒院士为丛书总顾问，史玉升教授为丛书总主编。
丛书英文版与Elsevier联合出版。
已出版品种
经过不断积累，该丛书目前已出版17种（中文版12种，英文版5种）。《增材制造三周期极小曲面仿生超材料》为第17种，其余3种选题正陆续出版中。
出版前言
增材制造(AM)是一项集机械、计算机、数控、材料等不同学科于一体的新型数字化先进制造技术，它采用分层制造、逐层叠加原理，理论上可成形任意复杂结构。这种新的先进制造技术可将传统面向工艺的零部件设计转变为面向性能的全新设计，被称为当今制造业的一场革命。激光选区熔化(SLM)是一种粉末床熔融增材制造工艺，通过选择性地熔化金属粉末层，能够制造出接近完全致密、几何形状复杂的金属构件。因此，与传统制造技术相比，SLM技术在成形具有可控的单元拓扑、尺寸和孔隙度的金属周期性点阵结构方面具有明显优势。
近年来，人们利用增材制造工艺设计和成形了各种类型的点阵结构。三周期极小曲面(TPMS)是一种光滑的无限曲面，其在没有自交叉的情况下将空间划分为两个区域，并且在三个坐标轴方向上是周期性的。TPMS结构在自然界生物系统中广泛存在，如蝴蝶翅膀、甲壳虫外骨骼等生物有机体中均存在类似极小曲面的相关结构。由于TPMS结构具有复杂而高度对称的拓扑结构以及优异的物理、化学、机械和光学性质，因此其引起了各个领域的广泛关注并得到应用。如TPMS结构具有比强度高、能量吸收能力强等特点，利用其曲面特性，可以获得非凡的手性光学性能、较高的催化效率和能量转换效率。
为系统地介绍专业知识，培养相关科技研究人员，华中科技大学快速制造中心(RMC)团队和中国地质大学珠宝先进制造团队总结了TPMS点阵结构增材制造方面的研究成果，形成了这本专著《增材制造三周期极小曲面仿生超材料》。本书详细介绍了激光选区熔化增材制造的TPMS点阵结构的设计、制造、显微组织、力学性能和应用示例设计。
作者：闫春泽，杨磊，吴思琪，郝亮，
李昭青，李妍，宋波
书号：9787568075848
内容简介
本书详细介绍了通过激光选区熔化增材制造技术制造的三周期极小曲面(TPMS)仿生超材料的设计、制造、显微组织、力学性能和应用示例。首先介绍了基于增材制造的超材料设计方法，分析了TPMS仿生超材料的优点；接着给出了TPMS仿生超材料数学建模的方法，同时介绍了不同金属材料制备的均匀TPMS仿生超材料的精度分析、微观组织和静态力学性能，以及TPMS复合材料仿生超材料的制备方法和性能分析；然后基于数值分析方法，建立预测均匀和梯度TPMS仿生超材料力学性能的有限元模型，并将其用于分析不同加载方向上的静态力学性能；最后讨论了均匀和梯度TPMS仿生超材料的动态疲劳性能，揭示了疲劳失效机制与增强机理，并对TPMS仿生超材料的应用进行了展望。
本书是专门针对增材制造三周期极小曲面仿生超材料的书籍，具有很强的专业性。由于三周期极小曲面仿生超材料在光学、声学、催化等领域均有潜在的应用，因此本书也可作为其他相关行业的参考书籍。
目录
第1章绪论(1)
1.1引言(1)
1.2激光选区熔化技术的原理及发展现状(4)
1.3三周期极小曲面概述(6)
1.4三周期极小曲面点阵结构的力学性能及研究现状(12)
1.5本书大纲(16)
本章参考文献(18)
第2章TPMS点阵结构的设计(27)
2.1引言(27)
2.2MATLAB软件介绍(28)
2.3均匀孔隙TPMS点阵结构的生成方法(30)
2.4梯度孔隙TPMS点阵结构的生成方法(31)
2.5本章小结(32)
本章参考文献(32)
第3章金属合金均匀TPMS点阵结构(33)
3.1引言(33)
3.2采用SLM技术制备TPMS点阵结构的工艺性研究(34)
3.3TPMS点阵结构的显微结构研究(52)
3.4TPMS点阵结构的力学行为评价(65)
3.5表面改性和羟基磷灰石涂层(76)
本章参考文献(86)
第4章TPMS点阵结构复合材料(92)
4.1引言(92)
4.2应用于电磁干扰的Cu合金/石墨烯复合材料(92)
4.3NiCu合金/石墨烯支架的热应用(97)
4.4316L复合材料的轻量化应用(103)
本章参考文献(116)
第5章均匀TPMS点阵结构力学性能的有限元分析(123)
5.1引言(123)
5.2有限元法分析(124)
5.3解析法分析(132)
5.4本章小结(146)
本章参考文献(147)
第6章功能梯度TPMS点阵结构(154)
6.1引言(154)
6.2316L梯度Gyroid点阵结构(155)
6.3纯Ti梯度TPMS点阵结构(175)
6.4梯度TPMS中的单胞大小效应(183)
6.5梯度Gyroid TPMS点阵结构的力学响应(195)
本章参考文献(202)
第7章均匀TPMS点阵结构的疲劳性能(213)
7.1引言(213)
7.2方法与步骤(214)
7.3实验结果(216)
7.4点阵结构疲劳失效机理及强化机制(228)
7.5本章小结(234)
本章参考文献(235)
第8章梯度Gyroid点阵结构的压缩疲劳强化机制研究(244)
8.1引言(244)
8.2本章方法与实验(245)
8.3点阵结构的制造精度分析(246)
8.4静态压缩性能的影响(252)
8.5疲劳性能(254)
8.6本章小结(271)
本章参考文献(272)
第9章应用与展望(276)
9.1潜在应用(276)
9.2研究展望(280)
本章参考文献(281)
作者简介
闫春泽，华中科技大学教授、博导，教育部“长江学者奖励计划”特聘教授、湖北省百人计划特聘教授，材料成形与模具技术国家重点实验室副主任，增材制造陶瓷材料教育部工程研究中心主任。主持国家自然科学基金面上项目、航天联合基金重点项目等多项国家、省部级项目，发表SCI论文60余篇，授权发明专利65项，出版专著、教材6部，牵头/参与制定国家标准3项。主要从事粉末床熔融激光增材制造技术的研究，研发的增材制造材料与装备已实现产业化。
杨磊，武汉理工大学交通与物流工程学院副教授、硕导，机械设计与制造系副主任。主要从事极小曲面点阵结构的材料、结构、性能一体化增材制造技术及仿真分析方法研究。主持国家自然科学基金青年项目、国防科技创新特区、基础前沿项目等多项国家级、省部级项目，发表SCI论文22篇，申请发明专利12项，申请软件著作权2项，撰写学术专著2部。
吴思琪，华中科技大学材料科学与工程学院在读博士，师从闫春泽教授和杨磊副教授。研究方向为极小曲面点阵结构的增材制造、力学性能分析及有限元仿真模拟。华中科技大学2020级创新研究院创新基金和2021级创新团队项目负责人，曾获华中科技大学知行奖学金、三好研究生荣誉称号等。
郝亮，中国地质大学（武汉）珠宝学院副院长，教授、博导，湖北省百人计划人才、“双创战略团队”带头人和武汉市“3551”人才，湖北省珠宝工程技术研究中心常务主任。主要研究方向为先进制造、材料工程、首饰设计、穿戴大健康。主持并参与国外超过300万英镑的研究项目以及国家自然科学基金面上项目等多个项目，在国内外核心期刊与重要会议发表论文100多篇，获批发明专利十几项，撰写学术著作多部。
李昭青，华中科技大学博士后，本硕博毕业于兰州大学，主持国家自然科学基金青年项目，作为项目骨干参与国家自然科学基金航天联合基金项目等国家、省部级项目，发表SCI论文6篇，授权发明专利12项、国际专利2项，参与出版专著3部。主要从事陶瓷增材制造研究，相关成果获中国产学研创新成果奖等多项奖项。
李妍，中国地质大学（武汉）副教授、硕导，中国地质大学（武汉）实验教学中心主任。主要从事增材制造复合材料相关研究，主持和作为学科骨干参与国家自然科学基金青年项目等多项科研项目。担任Additive Manufacturing等国际期刊审稿人，发表学术论文52篇，撰写英文专著2部。
宋波，华中科技大学教授、博导，湖北省楚天学子。主要从事增材制造先进材料与结构优化设计与成形的研究，主持国家自然科学基金优秀青年基金项目、美国波音公司国际合作等项目，发表SCI论文70余篇，授权国家发明专利15项，主编专著2部。担任Nano Materials Science等期刊编委，参与制定增材制造相关的国家标准3项。
|
上一篇：让艺术更有温度，3D数字化技术让盲人也能欣赏艺术之美下一篇：激光定向能量沉积增材制造2项团体标准正式发布
|
京公网安备11010802043351