轻质高强点阵材料在航空航天、交通运输、医疗装备、汽车工业等国民经济和军事安全等关键领域具有广泛的应用。近年来，随着制造业的升级革命，金属增材制造技术蓬勃发展，正在成为新一轮全球制造业创新的竞争点。

    新的制造技术革命为点阵材料的设计注入了新的活力，拓宽了结构材料的拓扑设计形式和性能设计域值。但是，由于复杂的制造环境以及工艺过程限制，所制备的点阵结构内部往往具有大量的随机缺陷。这些缺陷会对结构的拓扑几何高保形和力学性能高保真产生不可忽视的影响，甚至会起到主导作用。

    方岱宁院士课题组针对增材制造带来的“几何高保形”和“性能高保真”等关键技术问题，结合研究院先进原位CT试验技术，通过建立统计的有限元模型，分析了不同几何缺陷对点阵结构力学性能、变形机理和能量吸收能力的影响。相关成果于2020年4月发表在顶级期刊Composites Part B：Engineering上（CPB, 2020, 108030）。

    论文链接：https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2020.108030

图1 基于切片图像的点阵结构的几何重构过程

图2 理想和统计的有限元模型

图3 增材制造随机缺陷对力学性能的影响

    本研究拓宽和发展了有限元计算模型，所提出的统计的有限元模型方法，为增材制造结构材料的“几何高保形”和“性能高保真”提供了评估方法指导。

    在方岱宁院士指导下，曹晓飞博士为第一作者，李营副教授、肖登宝副教授为共同通讯作者。