学术前沿 | 一种新型抗手性互补平行四边形超材料单轴性能的设计、分析与优化

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      通过在水平和垂直方向上镜像一个平行四边形的两个平行韧带，设计了一种创新的二维补体超材料。该超材料的结构是基于采用由平行韧带连接关节的旋转引起的结构手性变形机制。采用理论模型和数值模型，从公开文献中对这种反手性平行四边形(ACP)超材料和辅助平行四边形蜂窝的面内等效力学性能进行了参数化研究。采用NSGA-Ⅱ优化算法，确定了两类非量纲杨氏模量最大和泊松比最小的最优Pareto前沿。优化过程表明，新型ACP超材料在泊松比的特定范围内具有较大的刚度。在线性和非线性条件下进行了准静态压缩试验，并进行了有限元模拟，以验证最优配置的结果。在不同的参数组合下，对新型ACP超材料的吸能性能进行了评价。这种新材料具有良好的机械性能可调性，在一般生物医学假肢和能量吸收方面具有潜在的工程应用前景。       ………………………………