Structures de treillis cubiques hiérarchiques avec des conceptions cellulaires dominées par la flexion et l'étirement pour une résistance accrue au flambage

Le flambage est un mode d'échec fréquent dans les treillis de struts à faible densité, limitant leur résistance mécanique et leur stabilité. Ce travail présente une nouvelle méthodologie pour concevoir et fabriquer des structures de treillis basées sur des struts légers et résistants au flambage en renforçant les membres sensibles au flambage avec des cellules unitaires de treillis hiérarchiques — soit dominées par l'étirement, soit par la flexion — sans modifier la densité relative du treillis de struts. Quatre types de cellules unitaires de treillis ont été examinées : plaques, alvéoles, struts et solides et feuilles TPMS. Celles-ci ont été testées sur des colonnes de treillis cubiques à cellule unique avec des struts de section transversale carrée. Les structures hiérarchiques résultantes ont été fabriquées de manière additive et évaluées expérimentalement, montrant des performances au flambage considérablement améliorées. Des principes de conception pour la fabrication additive ont été appliqués, et les structures avec des cellules unitaires dominées par l'étirement et la flexion ont atteint des charges critiques de flambage plus élevées, la cellule alvéolaire carrée montrant la plus grande amélioration avec une augmentation de 179 % par rapport à la référence. Cette approche élargit les opportunités d'améliorer les treillis de struts à faible densité et de développer de nouvelles conceptions résistantes au flambage.