通过机械元材料的序列不稳定性来增强能量吸收
Adam Bekele1, M Ahmer Wadee1, Andrew T M Phillips1
1Department of Civil and Environmental Engineering, Imperial College London, London SW7 2AZ, UK.
Royal Society open science
|August 31, 2023
概括
这项研究介绍了一种新的机械超材料,它使用弹性不稳定性来吸收能量. 这种设计提供了高强度,其次是低度,使可重复使用和可修复的保护部件成为可能.
科学领域:
- 机械工程 机械工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 超材料是指一种超材料.
背景情况:
- 理想情况下,能量吸收元件需要高负载能力和接近零的刚性,以最大限度地减少应力转移.
- 使用物质损坏的传统方法限制了单次使用的组件.
- 弹性不稳定性为实现所需的机械性能提供了一个无损的替代方案.
研究的目的:
- 为了研究一个设计用于连续曲的机械超材料.
- 为了实现能量吸收的"高强度-低刚度"特征.
- 探索可维修和可重复使用的保护部件的潜力.
主要方法:
- 分析建模分析建模
- 有限元素分析的研究.
- 实验验证实验验验证的验证
主要成果:
- 超材料表现出了一系列的曲行为.
- 可调节的硬度 (轴和旋转) 通过几何设计来实现.
- 该设计成功地在弹性范围内表现出"高强度-低刚性"的特征.
结论:
- 利用弹性不稳定性是设计能吸收能量的组件的一个可行的方法.
- 开发的超材料显示了可修复和可重复使用的应用的潜力.
- 调整几何和连接属性允许控制机械反应和延迟损坏发生.


