نُشرت نتائج هذا البحث في منشورات Elsevier ، وقد تم الاستشهاد بالمقال المقدم 21 مرة في المجلات المرموقة في الأشهر الـ 18 الماضية. حيث جذبت الأسطح الدنيا بالتناوب الثلاثي (TPMS) الانتباه في السنوات الأخيرة بسبب خصائصها الهندسية الفريدة ما يجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات ، بما في ذلك الهندسة الطبية ، والإدارة الحرارية ، وامتصاص الطاقة ، والهياكل خفيفة الوزن.
وتتميز هياكل TPMS بميزاتها الهندسية المعقدة التي تتناوب في ثلاثة أبعاد ، وتميزها عن المواد التقليدية. رياضياً ، هذه الهياكل ليس لها أي انحناء متوسط في أي نقطة على السطح ما يجعلها ناعمة للغاية وبدون زوايا حادة. تظهر هياكل TPMS خواص ميكانيكية متباينة الخواص ما يعني أن خصائصها تختلف حسب الاتجاه الذي يتم قياسها فيه. نتيجة لذلك ، فإن سلوكها الميكانيكي ليس موحدًا في جميع الاتجاهات ما قد يحد من تطبيقاتها العملية. على سبيل المثال في التطبيقات التي يكون فيها اتجاه الحمل غير مؤكد ، تعتبر هذه الميزة عاملاً غير مواتٍ وتجعل التصميم معقدًا أو مستحيلًا ؛ لذلك ، يصبح التحكم في تباين الخواص مهمًا جدًا في تصميم هذه المواد. واقترح المؤلفون طريقتين جديدتين للتهجين تتضمن الجمع بين بنيتين مختلفتين TPMS لإنشاء هيكل جديد بخصائص متناحرة. تتضمن هذه الأساليب في البداية تحديد بنيتين TPMS بخصائص تباين تكميلية ما يعني أن الاتجاه الذي يحتوي فيه أحد الهياكل على الحد الأقصى من المعامل يؤدي إلى الحد الأدنى من المعامل للهيكل الآخر والعكس صحيح.
ثم تم استخدام طريقتين للتهجين جديدتين. في الطريقة الأولى ، يتم النظر في البنية ذات الطبقات حيث تكون الطبقات الفردية (الأولى، والثالثة، والخامسة، وما إلى ذلك) واحدة من هياكل النوع الأول، والطبقات الزوجية هي إحدى الهياكل الأخرى (التكميلية). وفي الطريقة الثانية يتم تهجين الهياكل بحيث يتم وضع هيكل النوع الأول في شكل كرة في مساحة مكعبة ويتم ملء المساحة المتبقية بهيكل النوع الثاني.
يتمثل أحد التحديات الرئيسية في تصميم هذه الهياكل الهجينة في كيفية إنشاء انتقال بين الهيكلين. يجب أن يكون الارتباط بين هيكلين في المنطقة الانتقالية راسخًا لتقليل احتمالية أي تركيز للضغط وضعف القوة الناجم عن التهجين. أيضًا ، تؤدي زيادة طول منطقة الانتقال إلى انحراف هندسة الهيكل في تلك المنطقة بشكل كبير عن الهياكل الأساسية لنظام TPMS وفقدان الخصائص الهندسية المرغوبة لـ TPMS. لهذا الغرض ، يتم تحديد معلمات الإرسال وسرعة الانتقال في هذا التصميم ، ويتم الإبلاغ عن القيم المثلى للجمع بين كل من هياكل TPMS.
تم إجراء نمذجة لهذه الهياكل باستخدام برنامج نصي بلغة Python في برنامج Abacus وباستخدام نمذجة هندسة فوكسل ، كما تم إجراء عملية تجانس الخصائص باستخدام كود C ++. يُفضل نمذجة فوكسل في هذه الدراسة نظرًا لنمذجة هندسية أبسط ، ولا حاجة للشبكة ، ومعالجة أسرع بعد ذلك ، على الرغم من أنها أكثر تكلفة من الناحية الحسابية. هذا وتظهر نتائج الدراسة أنه من خلال اختيار نسبة التوليف المناسبة لهيكلين ، يمكن إنشاء هياكل متناحرة. أيضًا، في الهياكل الهجينة ذات الطبقات، نظرًا لحقيقة أن نوع التكوين في اتجاه الطبقات يختلف عن الاتجاهين الجانبيين ، لوحظ القليل من التباين في الخصائص ومع ذلك في النوع الهجين الكروي نظرًا لحقيقة أن التكوين يتم بنفس الطريقة في جميع الاتجاهات فقد تم ملاحظة المزيد من الخصائص الموحدة.
