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学术前沿 | 拉胀机械超材料及其在应用工程领域的应用综述

COMSOL 多物理场仿真技术  · 公众号  ·  · 2024-08-10 21:29

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超材料是人工创造的材料或结构,具有自然界中没有的性质。它们包括电磁、声学和机械超材料,这在应用工程中尤为重要。机械超材料具有独特的力学性能,如剪切模量消失、负泊松比、负可压缩性等。本文综述了最常用的机械超材料,并讨论了它们在应用工程领域的应用,特别是在隔振、吸能和减振方面。并介绍了这一领域未来的发展前景。

总之,可以注意到,可伸缩金属材料在应用工程领域正越来越受到重视。其独特的性能使得在各种负载条件下提高能量吸收能力、振动隔离、振动减少等成为可能。然而,研究的边界尚未达到,需要进一步的努力来改善应用工程领域可伸缩金属材料的特性。

(1) 将增材制造工艺应用于创建旨在实现局部或全球机械性能控制的新型金属材料,如质量、刚度、阻尼、能量吸收等,是具有前景的研究领域。

(2) 应优化金属材料的结构以改善其几何形状并降低生产成本。这可能包括基于计算机建模和机器学习的更高效的设计算法开发,以及新材料和制造技术的使用。这些改进将使能够制造出更紧凑、更轻便、更便宜的可伸缩金属材料成为可能,这将扩大其在工程中的应用。(3) 有必要继续研究由各种具有改善压缩强度、减振、能量吸收等性能的单元细胞组成的金属材料混合结构。需要进一步的研究来优化混合系统中使用的结构和材料。


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