具有可编程机械性质的建筑材料的设计标准在理论极限范围内
Peng Yin1, Baotong Li1, Jun Hong1
1Key Laboratory of Education Ministry for Modern Design and Rotor-Bearing System, Xi'an Jiaotong University, Xi'an, Shaanxi, 710049, China.
本研究介绍了为了增强机械性能而对等级架构材料 (HAMs). 这些新材料提供了可调的几何形状和极端的特性,就像一个理论上的极限年轻年轻年轻.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 机械工程 机械工程
- 计算材料设计设计 计算材料设计
背景情况:
- 具有周期性细胞排列的建筑材料以独特的特性而闻名.
- 目前的设计经常使用固定的几何形状,限制了对材料性质的探索.
- 打破同质布局可以改善性能,但设计空间仍然受到限制.
研究的目的:
- 提出一种具有可调的几何形状的新层次架构材料 (HAM).
- 为了显著提高超出常规限制的机械性能.
- 建立通用设计标准,用于识别具有极端机械性能的材料.
主要方法:
- 结合异质和同质的细胞组件,创建可调节的几何形状.
- 开发一个理论模型和广泛的模拟 (745,752个案例).
- 为独特的机械性能和空间布局优化引入双重选标准.
主要成果:
- 证明了HAMs实现显著增强机械性能的能力.
- 确定了允许发现具有极端性质的材料的设计标准.
- 展示了在理论极限和超宽范围调节的Poisson比率 (正和负) 上实现Young的模块的潜力.
结论:
- 层次架构材料为设计具有极端机械性能的材料提供了一个新的范式.
- 拟议的设计标准有助于探索前所未有的材料特性.
- 这种方法为先进的材料设计和量身定制的机械反应开辟了新的途径.
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