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本文章包括以下八個部分：1) FCC晶格材料的變形模擬-單晶體2) FCC晶格材料的變形模擬-多晶體3) BCC晶格材料的變形模擬-單晶體4) BCC晶格材料的變形模擬-多晶體5) HCP晶格材料的變形模擬-單晶體6) HCP晶格材料的變形模擬-多晶體7) 多相材料的變形模擬8) 參考資料1.

原文摘要： 本文研究了一種新型三維（三維）晶格超材料的隔振性能和耐撞性，該材料的單元由一個空心菱形十二面體和六個圓柱管組成。由于超材料中存在帶隙，可以抑制三維超材料中彈性波的傳輸。同時，當發生碰撞時，三維超材料可以通過塑性變形來吸收破碎能量。研究了結構參數對新型三維超材料的帶隙特征和碰撞行為的影響。結果表明，結構參數在確定帶隙特征和碰撞行為方面起著至關重要的作用。

? 基于Prisms晶體塑性軟件FCC材料拉伸壓縮軋制的織構演化 案例實操 1，基于dream3d管道生成長寬高為32*32*32的多晶模型，共包含322個晶粒 2，對于fcc，bcc材料分別施加工程應變為50%的拉伸和壓縮載荷 3，得到材料的應力應變曲線和變形后的取向分布情況 材料的初始取向分布 初始的晶體幾何模型 拉伸變形后材料的等效應力分情況

<p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;本案例建立了一六面體晶格結構，如圖1所示。模型中內核是硬質高密度材料，通常是鉛或者鐵，稱為振子，振子外面的中間層是軟質彈性硅膠，外殼是硬質樹脂，振子和彈性硅膠形成散射體，硬質樹脂形成的空腔球稱為赫姆霍茲共振腔。基于COMSOL軟件對特征值求解分析作波矢參數的參數化掃描，得到特征頻率和振型模態的結果，如圖2所示。

近十年來，金屬晶格結構與增材制造技術的結合受到越來越多的關注。為了確保增材制造技術制備的金屬晶格結構在各個行業的可靠性，對其建模、優化、材料、工藝參數、結構以及性能之間的關系仍需要進一步的理解。 *感謝論文作者團隊對本文的大力支持。

隨后，分別使用面心立方（FCC）晶格填充Al和Cu區域，其中Al的晶格常數為4.05 ?，Cu的晶格常數為3.61 ?。 圖2 CuAl合金直接彎曲的原子軌跡圖 圖3 CuAl合金三點彎曲的原子軌跡圖圖2和圖3分別展示了CuAl合金在直接彎曲和三點彎曲兩種方式下的原子軌跡圖。

因此，MPEAs有望在關鍵結構和功能上得到廣泛應用，例如抗損傷材料和工具材料。作者通過調研發現，與傳統合金不同，實驗和模擬表明MPEAs中不同的原子類型會導致較大的原子晶格畸變來控制力學性能。在細觀尺度上，晶體塑性有限元(CPFE)方法可以考慮相變、位錯滑移和變形孿生等多種細觀變形機制，在描述基于微觀結構演化的材料塑性行為方面具有明顯的優勢。

△裕克施樂制造的具有晶格結構的臀鰭和背墊設計通過采用Forward AM 的Ultrasint? TPU01材料實現彈性晶格設計，這種高性能聚合物粉末使 3D 打印晶格結構變得簡單、快速且極具成本效益。△臀鰭特寫對制造商而言，背墊和臀鰭可以作為一個單一的晶格元件生產——這意味著組裝步驟、時間和成本的巨大減少，因為不需要膠合或縫合。

02成果掠影 北京航空航天大學趙立東教授團隊提出了 “lattice plainification（晶格素化）”概念，通過降低硒化錫（SnSe）晶格中的空位濃度，大幅削弱了晶格缺陷對載流子的散射，實現了載流子遷移率的顯著提升。

圖3 三種具有立方體對稱性的Bravais晶格：simple/primitive cubic (sc), the body centered cubic (bcc) and the face centered cubic (fcc)lattice 實際上的金屬材料大多是多晶體，多晶體是由許多形狀、大小、取向各不相同的單晶體晶粒所組成的，如圖4所示。

△3D打印晶格結構的頭盔滑雪鏡德國領先的聚合物增材制造專家裕克施樂使用巴斯夫Forward AM的高性能彈性材料Ultrasint? TPU01打造基于晶格結構的新型滑雪護目鏡，能有效提高滑雪愛好者的佩戴舒適度，起到防震效果，以防發生意外。

金剛石晶格結構的 RVE10. 求解工程常數。工程常數概覽如圖 6 所示。這種金剛石晶格微觀結構也導致各向同性的材料行為。 圖6. 金剛石晶格結構的工程常數案例4：編織結構（布料）11. 按照案例1的相同步驟操作。

模型說明 插件采用離散(背景網格)Voronoi模型生成，對單元（Element）進行集（Set）劃分，實現二維及三維Voronoi晶格。 插件建立的單元集模型，可方便用戶進行材料及截面的指派，以實現非均質材料、材料各向異性、隨機晶體取向等模型。

選取面心立方（FCC）結構的Cu作為研究對象，其晶格參數來源于標準的晶體學數據庫，典型的Cu晶格參數為a=b=c=3.615?，α=β=γ=90°，形成高度對稱的立方晶胞結構。為了模擬實際材料中的加載情況，首先需要構建一個足夠大的Cu單晶模型，確保模擬結果能夠反映材料的宏觀行為而不受模型尺寸的限制。

在之前的推文中我們使用粘塑性自洽多晶體塑性模型（Visco-plasitic Self Consistant，VPSC）計算了面心立方（fcc）、體心立方（bcc）金屬材料變形過程，實現了織構演變的模擬，應力預測等。本文將介紹VPSC模擬FCC金屬等通道轉角擠壓(ECAE)工藝。

大多數高度規則的晶格材料都是通過將材料與小晶體結合起來形成復合材料制成的，但這是純天然的。” 圖3. 雙尺度金剛石-TPMS晶格的單晶結構。 此外，金剛石-TPMS 微晶格還在聽小骨水平上表現出結構梯度的長程變化，這種結構梯度會產生機械性能梯度，從而允許海星在特定方向戰略性地加強其骨骼，提供增強的機械保護。

插件可用于梯度功能材料(Functionally Gradient Materials)、梯度納米金屬材料、梯度金屬結構等梯度晶體模型的建立。模型基于背景網格實現，通過單元集的劃分，將不同的晶格指定不同的材料類型。

同時可發現較大的晶格邊界應力，這將導致晶格間的劈裂。 同時進行同取向晶體單一材料模擬對比分析，應力圖如下： 同材料Voronoi晶體的軸壓試驗中，不同晶格之間的應力無明顯差異性，無晶格取向的晶體力學性能更趨向于各項同性材料，因此多晶結構的差異主要在于晶體取向的不同。