梯度双布利甘德结构设计,在广泛的载荷速度范围内提供高抗冲击能力
Shao-Meng Wen1, Weitao Gao2, Si-Chao Zhang1
1New Cornerstone Science Laboratory, Department of Chemistry, Institute of Biomimetic Materials & Chemistry, Anhui Engineering Laboratory of Biomimetic Materials, Division of Nanomaterials & Chemistry, Hefei National Research Center for Physical Sciences at the Microscale, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China.
这项研究引入了一种新型的双布利甘德结构与梯度组成 (DT-Bou-G) 增强抗冲击. 这种生物灵感材料在广泛的撞击速度中表现出卓越的保护性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机械工程 机械工程
- 生物启发工程 生物启发工程
背景情况:
- 保护材料面临着不同的冲击速度.
- 生物启发的布利甘德结构在低速度撞击中表现出色.
- 布利甘德结构的高速冲击性能还没有得到充分研究.
研究的目的:
- 开发和评估一种新的布利甘德型结构,用于高速冲击阻力.
- 研究结构设计和构成的协同效应.
- 提高结构材料的保护能力.
主要方法:
- 使用多种材料的化沉积,制造具有梯度组成 (DT-Bou-G) 的双布利格兰结构.
- 在各种速度 (0.5mm/min,2.1m/s,4.3m/s,120m/s) 进行实验性撞击测试.
- 有限元模拟用于验证结果和阐明机制.
主要成果:
- 在所有测试速度上,DT-Bou-G材料表现出优越的抗冲击能力.
- 与现有的Bouligand结构相比,证明了增强的保护性能.
- 模拟证实了实验发现,并揭示了潜在的机械行为.
结论:
- DT-Bou-G结构为抗冲击材料提供了一个有前途的设计.
- 这种方法可以在复杂的负载条件下提高保护材料的性能.
- 这些发现激发了先进防护材料的未来工程.
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