六种点阵构型对比

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数据范围

本文件分别记录导师论文报告值和本项目待测值。导师论文数据用于确定复现几何和提出力学排序假设，不能代替本地样品的刚度、动态力或电能测量。

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一、研究对象

本项目只比较导师论文中的六种点阵，不设置实心对照。

缩写	英文名称	本项目名称
SS	Simple Square	简单方形点阵
BCC	Body-Centered Cubic	体心立方点阵
FCC	Face-Centered Cubic	面心立方点阵
CB	Combined BCC–FCC	BCC–FCC组合点阵
DC	Diamond-Cubic	金刚石立方点阵
TC	Tetrahedron-Cubic	四面体–立方组合点阵

缩写CB用于本项目样品编号；导师论文Table 1和Table 7中使用“Combined”。

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二、导师论文几何参数

导师论文Table 1给出的单胞三轴尺寸均为7.4 mm。参数$t$和$w$按论文Figure 1中的几何标注使用，不能仅凭数值统一解释为同一种杆件尺寸。

构型	$a$ (mm)	$b$ (mm)	$c$ (mm)	$t$ (mm)	$w$ (mm)
SS	7.4	7.4	7.4	2.00	—
BCC	7.4	7.4	7.4	1.40	1.20
FCC	7.4	7.4	7.4	1.20	1.00
CB	7.4	7.4	7.4	1.10	0.93
DC	7.4	7.4	7.4	0.90	2.12
TC	7.4	7.4	7.4	0.69	5.49

导师论文的压缩方块三轴尺寸均为22.2 mm。根据$22.2/7.4=3$，本项目采用每轴3个单胞，即3×3×3胞元。

CAD复现时必须同时对照论文Figure 1和原始模型，确认$t$、$w$对应的具体构件、连接方式和边界单元，不能只按上表数值重建通用杆系。

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三、导师论文质量数据

导师论文Table 6给出的压缩方块设计质量均为5.27 g，报告的实测质量如下。

构型	设计质量 (g)	论文实测质量 (g)	相对设计值偏差
SS	5.27	5.31	+0.76%
BCC	5.27	5.37	+1.90%
FCC	5.27	5.42	+2.85%
CB	5.27	5.60	+6.26%
DC	5.27	5.40	+2.47%
TC	5.27	5.35	+1.52%

因此，六构型属于等设计质量，不应直接写成实测质量完全相等。Combined样品相对CAD设计值的偏差为+6.26%，说明打印后质量会受制造和后处理影响。本项目只记录本地实际质量，不据此预设排除界限。

Table 6同时列出46%的“infill density”。论文没有充分说明该数值是切片填充率、几何相对密度还是其他定义，因此当前不将46%直接写入本项目切片参数。该项将在3D打印工艺参数中进一步核对。

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四、导师论文压缩性能基准

导师论文Table 7报告了六构型的压缩强度和压缩弹性模量。

构型	压缩强度 (MPa)	压缩弹性模量 (MPa)	模量排序
SS	11.16	237.0712	1
BCC	12.96	254.2136	2
FCC	14.80	308.8202	3
CB	15.44	317.2426	4
DC	17.40	413.6720	5
TC	21.96	454.2	6

本项目H1采用Table 7数值形成以下待验证排序：

$$\mathrm{SS}<\mathrm{BCC}<\mathrm{FCC}<\mathrm{CB}<\mathrm{DC}<\mathrm{TC}$$

导师论文Figure 12附近的正文另给出“BCC、Diamond-Cubic、Cubic、FCC、Combined、Tetrahedron-Cubic”的刚度顺序，该顺序与Table 7的压缩弹性模量数值不一致。两者可能对应不同的曲线判断或文字表述。本项目只把Table 7的数值排序作为H1来源，并保留这一差异记录。

导师论文的压缩试验以0.5 mm/min加载至约60%高度压缩，用于研究压溃和失效。本项目正式样品只在0–0.10 mm范围测量低应变刚度，因此：

• Table 7用于排序参照，不作为本地刚度的替代值；
• 本地等效刚度单位为N/mm，不与Table 7的MPa数值直接作绝对值比较；
• 压缩强度属于破坏性指标，不在当前核心实验中重新测量；
• 弯曲刚度和比吸能不作为当前力–电主线的基准指标。

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五、本项目样品安排

正式实验先按每种构型5件准备，共30件。预实验后如样品间变异大于预期或统计精度不足，可以在正式打印前增加各构型样品数；不减少到每种5件以下。

构型	正式样品暂定编号	暂定数量	预实验编号	预实验数量
SS	SS-01～SS-05	5	P-SS-01～P-SS-03	3
BCC	BCC-01～BCC-05	5	—	0
FCC	FCC-01～FCC-05	5	P-FCC-01～P-FCC-03	3
CB	CB-01～CB-05	5	—	0
DC	DC-01～DC-05	5	—	0
TC	TC-01～TC-05	5	P-TC-01～P-TC-03	3

预实验样品不计入正式样品数量。若预实验后增加正式样本量，应先更新编号规则和样品清单，再开始正式打印。

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六、本地样品验收规则

以下为本项目规则，不是导师论文报告结果：

• 三轴目标尺寸均为22.2 mm；±0.2 mm仅为暂定界限，待首批打印和测量后确认；
• 导师论文的CAD设计质量5.27 g仅作为参考，本地样品逐件称量并保留原始记录；
• 使用同一材料批次、打印方向、切片参数和后处理方法；
• 打印位置和打印顺序随机安排，不连续打印完整的单一构型批次；
• 检查断杆、翘曲、层间开裂和残余支撑；
• 不合格样品保留原编号、照片和不合格原因，重打样品使用新记录；
• 正式样品不进行压溃、加载至失效或破坏性疲劳。

实际质量将作为敏感性变量记录，但不以单位质量功率作为主要判定指标。

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七、待填本地结果

构型	有效样本量	质量均值 (g)	低应变刚度 (N/mm)	$F_{amp}$ (N)	$E_{elec}$ (J/cycle)	$K_e$	${\eta }_{app}$
SS	—	—	—	—	—	—	—
BCC	—	—	—	—	—	—	—
FCC	—	—	—	—	—	—	—
CB	—	—	—	—	—	—	—
DC	—	—	—	—	—	—	—
TC	—	—	—	—	—	—	—

该表只用于构型层面的汇总。单件样品和逐周期数据应保存在样品清单、力学测试记录、电学测试记录和结果汇总表中。

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八、比较规则

1. 先比较本地低应变刚度排序与Table 7模量排序；
2. 再比较相同位移条件下的动态力和每循环电能；
3. 最后比较$K_e$和${\eta }_{app}$，判断总力或机械输入能否解释构型差异；
4. 不根据峰值电压、弯曲刚度、比吸能或主观接触均匀性预先排列电学输出；
5. 若本地排序与Table 7不同，保留本地结果，并将结论限定于本地材料和打印条件。