可调节的超轻型机械负波桑比率超材料,具有多层次的动态粉碎效应
Xiang Xu1, Chuanqiang Huang1, Chongchong Li1
1School of Engineering, Anhui Agricultural University, Hefei, 230036, China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|July 15, 2024
概括
这项研究引入了具有多层次动态压碎效应 (MM-MLs) 的机械超材料,用于适应性保护. 这些MM-ML表现出可控制的两级平台应力和可调节的能量吸收,提供功能多样性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机械工程 机械工程
- 超材料是指一种超材料.
背景情况:
- 机械超材料 (MMs) 是由工程设计的材料,其独特的特性源于其结构.
- 在MMs中的动态压碎效应对于能量吸收应用至关重要,例如冲击保护.
- 现有的MM通常缺乏适应性保护所需的可调节的多层压碎特性.
研究的目的:
- 设计和研究具有多层次动态压碎效应 (MM-MLs) 的机械超材料.
- 探索结构参数对MM-MLs机械性能和压碎行为的影响.
- 为了证明MM-MLs在适应性压碎保护应用中的潜力.
主要方法:
- 使用坐标转换和镜像阵列设计MM-MLs.
- 系统地研究支柱/杆比,欧勒角和细胞数对机械性能的影响.
- 分析两级平台应力,旋转运动,崩压缩和压碎过程中的曲.
主要成果:
- MM-MLs表现出显著的两级平台应力,每个阶段都有不同的变形机制.
- 增加连接棒的长度可以提高波桑比率范围,但可以减少平台应力和能量吸收.
- 优化欧勒角和增加细胞数量可以提高能量吸收能力和整体性能.
结论:
- MM-ML 显示出显著的参数可控性,使得能够量身定制的平台应力,波桑比率和能量吸收.
- 与现有的元材料相比,设计的MM-ML提供了功能多样性.
- 这种设计方案为开发适应性压碎保护系统提供了基础.
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