近期，澳门太阳集团6138先进材料研究院团队，以王清远教授和赵峰特聘研究员为共同通讯作者，硕士研究生夏平为第一作者，澳门太阳集团6138为第一单位，在复合材料领域顶级期刊《Composite Structures》（中科院一区TOP，IF=6.6）发表题为“Mechanical properties and energy absorption of 3D printed double-layered helix honeycomb under in-plane compression” 的高水平文章。

轻质、高强、高比吸能的吸能结构可以在发生碰撞时吸收碰撞能量，减少货物或人员受到的损伤。薄壁蜂窝结构作为一种吸能器在相关工程领域应用广泛，但随着工程领域的需求发展，常规的蜂窝结构性能已逐渐无法满足需求。如何进一步改进设计新型高性能蜂窝结构以满足轻量化和吸能要求已成为一个重要的研究方向。

自然界中，许多生物组织在进化过程中演化出具有优异性能的结构。研究团队以常规蜂窝结构（RH）为基础，将螺旋形状引入蜂窝设计当中，得到一种新型双层螺旋蜂窝结构（DLHH），并通过3D打印制备样品。准静态压缩实验显示，在相对密度相同情况下，双层螺旋蜂窝（DLHH）的弹性模量、坍塌应力以及比吸能相比于常规蜂窝（RH）分别提升了217%、45%以及200%。通过该文章研究发现，新型双层螺旋蜂窝结构以及本研究中提出的螺旋设计方法将有助于为开发轻质、高性能新型蜂窝结构提供新的模型和策略。此项研究成果发表得到了国家自然科学基金、四川省应用基础研究计划项目和四川省自然科学基金的资助。

图1. 双层螺旋蜂窝的设计过程

图2 不同相对密度常规蜂窝与双层螺旋蜂窝的名义应力应变曲线

图3 相对密度为0.14的常规蜂窝与双层螺旋蜂窝的吸能性能对比

《Composite Structures》杂志是Elsevier（爱思唯尔）出版社旗下的刊物，于1983年创刊，是涉及与复合材料在组件承载构件中的应用有关的设计、研究和开发研究、实验研究、理论分析和制造技术，从板、壳等单个构件到完整的复合材料结构，连续多年入选中科院一区TOP期刊，在复合材料领域有重要影响。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2023.116982