近日，我院王永峻博士在工程技术领域顶级期刊 《Thin-Walled Structures》（一区Top，IF 6.6）发表题为“Exploiting space group Pm-3m symmetry for designing isotropic lattice structures”的研究成果，百合漫画 为论文第一署名单位。该成果聚焦高性能点阵超材料设计领域，为轻量化结构设计与工程应用提供了新的理论与方法支撑。
点阵超材料因具有轻量化、高比强度及优异力学性能等特点，在航空航天、汽车交通等领域展现出广阔应用前景。然而，如何实现高刚度各向同性点阵结构的高效设计与性能优化，始终是该领域的重要研究难题。针对传统设计中存在的参数复杂、调控效率低以及力学性能优化困难等问题，研究团队提出了一种基于Pm-3m空间群对称性与嵌套概念的刚度近各向同性点阵胞元设计方法。该方法通过引入空间群对称性约束，有效减少了设计参数数量，实现了点阵结构的高效构型设计与性能调控，为高性能点阵超材料的设计提供了新的研究思路。
基于所提出的设计方法，研究团队构建了多种具有立方对称性的刚度各向同性点阵胞元，并确定了不同相对密度条件下的具体几何参数。在此基础上，结合有限元仿真与实验测试，对典型构型的力学性能进行了系统验证。研究结果表明，其中C-CO构型展现出优异的比刚度与稳定的吸能特性，可应用于航空航天轻量化结构、汽车吸能防护以及先进装备制造等领域，具有良好的工程应用前景。
图1 基于Pm-3m空间群的刚度近各向同性点阵设计及力学表征。（a）胞元设计思想；（b）刚度各向同性设计；（c）试样制备及准静态压缩试验；（d）吸能指标分析
图2 文中所设计点阵胞元与典型点阵胞元的性能对比：(a)不同相对密度下比吸能Ashby图；(b)各类点阵胞元比刚度对比
该研究得到了国家自然科学基金与百合漫画 科研启动基金项目支持。
《Thin-Walled Structures》由Elsevier出版社于1983年创刊，是工程技术领域非常有影响力的国际期刊，主要聚焦于薄壁结构相关的理论、设计、制造与应用研究。它在机械、航空航天、土木、材料等方向都具有较高认可度。
（文：杨春来；图：王永峻；初审：张荣芸；复审：潘家保；终审：魏长顺；责任编辑：李萨萨）
