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在本研究中，提出了一种紧凑的机械超材料的冲击保护。该超材料具有准零刚度（QZS）特性，从而降低了初始峰值载荷（IPL）。它还具有准零泊松比（QZPR）特性，确保了显著的致密化应变。受直梁后屈曲响应的启发，提出了该结构。超材料由薄壁结构和网状结构组成。正弦形薄壁结构作为主要的承重构件，而网格结构则用于连接薄壁结构。利用蚱蜢建立了缓冲结构的参数几何模型。
通过数值计算计算了缓冲器结构的力学特性。首先分析了一种末端固定的薄壁结构。利用龙格-库塔法和射击法，建立并求解了具有初始偏转的梁的运动方程。与模拟分析结果相比，数值方法对长厚比大于10的分析对象的误差在20%以内。相同长度但振幅不同的薄壁结构的力学响应有高度的重叠，说明利用正弦曲线模拟直梁的后屈曲阶段是可行的。与在梁中点形成塑料铰链相对应的压缩载荷被认为是IPL。网格结构在压缩过程中的变形导致结构承载能力下降，降低了IPL。在临界状态下，IPL和端部位移随弯矩呈线性变化。为了准确预测缓冲结构的承载能力，提出了两个线性补偿参数。
对由尼龙制成的样品进行了加工和压缩实验。准静态压缩结果验证了数值方法的准确性。建立了缓冲结构能量吸收（EA）的计算方法。薄壁结构的振幅、长度和厚度是影响结构响应的关键参数。落锤冲击实验表明，该缓冲结构对低速冲击具有良好的缓冲效果。在低速冲击期间，结构EA比准静态条件有所增加。
目前，由于添加剂制造的限制性，所提出的结构不适合使用金属材料进行制造。然而，随着未来无支持打印技术的进步，这种结构有望有更广阔的应用前景。
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