具有可编程功能的数字机械元材料
Wanqing Lin1, Yingbo Yan1, Siwei Zhao1
1Laboratory for Multiscale Mechanics and Medical Science, SV LAB, School of Aerospace, Xi'an Jiaotong University, Xi'an, 710049, China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|October 4, 2024
概括
研究人员通过编程数字状态来控制材料属性来开发数字机械超材料 (DMM). 这一创新使得可定制的功能,如信息加密和适应性能量吸收.
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:
- 数字化正在彻底改变信息获取,超越了物理限制.
- 材料结构与属性关系是复杂的,高维的,非线性的.
- 编程这些关系为新的功能提供了潜力.
研究的目的:
- 介绍数字机械元材料 (DMM) 的概念.
- 展示编程数字状态如何解结构和物业设计.
- 探索DMM可以实现的各种功能.
主要方法:
- 以数字位表示曲线束的二进制稳定状态.
- 设计具有三种不同的变形反应的单元电池:压缩-扭曲合 (CTC),压缩-剪切合 (CSC) 和纯压缩 (PC).
- 数字编程一系列的DMM以实现所需的材料行为.
主要成果:
- 一个DMM单元细胞表现出三种独特的变形模式,具有明显的运动和刚性.
- 可编程的DMM能够实现广泛的功能.
- 实现的功能包括信息加密,定制的应力应变反应,能量吸收,振动隔离和可调的力传输.
结论:
- 开创了一种使用数字机械元材料的多功能材料设计范式.
- 脱结构和物业设计,以提高功能可编程性.
- 为设计具有前所未有的自由度的智能机械超材料开辟了新的途径.


