学术前沿 | 用于能量吸收和冲击保护的紧凑型准零刚度超材料

文章预览

       本研究提出了一种用于冲击保护的紧凑机械超材料。在压缩过程中，超材料的晶胞表现出准零刚度（QZS）和准零泊松比（QZPR）特性，以及大的致密化应变，使其适合抵御低速冲击。首先，建立了超材料的参数几何模型，以正弦薄壁结构作为主要承载单元。采用网格结构将薄壁结构连接成一个统一的系统。其次，为了缩短设计周期，开发了缓冲结构力学性能的数值方法。薄壁结构的运动方程以弧长坐标表示，并采用龙格-库塔法和射击法求解。分析了网格结构变形和材料塑性增强对结构力学响应的影响，并计算了缓冲结构的能量吸收（EA）。仿真和实验结果都证明了所提出的计算方法的高精度。最后，进行落锤实验来评估所设计的缓冲结构的冲击缓解性能。结果表明，该结构表现出优异的冲击缓解能力，凸显了其实际应用的潜力。      在本 ………………………………