目前,廉艳平教授课题组在“基于多级hp-FCM(FCM -Finite Cell Element)方法研究缺陷对选区激光熔化(SLM -Selective Laser Melting)打印的点阵结构的弹塑性力学行为的影响”上取得进展。相关论文《An image-based multi-level hp FCM for predicting elastoplastic behavior of imperfect lattice structure by SLM》已发表在期刊《computational mechanics》上。

点阵结构以其独特的物理性质受到学者们的广泛关注。其制造过程会引入诸多缺陷,研究缺陷对结构性能的影响成为研究重点,但通过实验方法研究该问题很困难,采用边界网格适应的数值方法计算该问题,计算成本难以承受。考虑到点阵结构的复杂几何特征和多级hp-FCM方法网格划分的高效性,我们融合了CT扫描技术与多级hp-FCM方法,结合实验方法和缺陷可视化重构,研究了建造角度和缺陷对结构力学性能的影响,并与体素FEM方法对比研究支柱von Mises应力的分布,与实验方法对比研究点阵结构的静态压缩破坏过程,证明了多级hp-FCM方法在预测点阵结构弹塑性力学行为上的有效性。

未来工作将着眼于晶体塑性 FCM方法和多尺度方案,从而可以准确考虑与异质晶粒结构相关的材料特性以及计算大规模AM构件。

基于图像的多级hp-FCM方法——用于预测SLM打印的带缺陷点阵结构的弹塑性力学行为-