厉 雪，肖李军，宋卫东

（北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室，北京 100081）

近年来，最小三维周期曲面（Triply periodic minimal surface，TPMS）结构因具有优良的力学性能、吸能特性、轻质特性以及良好的渗透性[1–4]，受到了国内外研究人员的广泛关注。常见的TPMS结构有Primitive、Diamond 和Gyroid 结构。随着结构的不断改进与创新，研究者们基于TPMS曲面设计出了越来越多的壳体结构，并对其力学性能进行了研究。Bonatti 等[5]使用最小化弯曲能量的方法计算曲率，得到了光滑的壳结构，这种类TPMS结构在不同的加载方向上有明显的各向异性，且通过选择激光熔融技术制备的试样具有更高的屈服强度和吸能能力。Chen 等[6]将TPMS曲面与立方体曲面相结合，生成了一种新的曲面结构，该曲面结构同时具备较高的弹性模量和剪切模量。Maskery 等[7]设计了一种基于螺旋二十四面体曲面（Gyroid）的蜂窝结构，这种蜂窝结构在不同的体积分数下呈现出不同程度的各向异性，且在压缩载荷作用下呈现出一种特殊的二次硬化变形模式。Yánez 等[8]对不同相对密度的钛合金Gyroid 结构进行了不同方向加载的压缩实验分析，并通过数值模拟方法进行了验证，实验表明，在45°加载方向下结构表现出更明显的均匀性。综合研究表明，TPMS曲面结构具备优良的吸能特性以及较高的屈服强度。

TPMS结构具有较大的曲面面积，曲面弯曲变形能够吸收大量能量，使TPMS结构具备作为防护结构的潜力。同时，由于TPMS结构具有较复杂的拓扑结构，传统的制造方式难以复现，而3D打印（增材制造）技术的发展可实现复杂结构的复现。……