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在本研究中，设计并制造了一种创新的自膨胀管状增强（ATR）超材料，并对其进行了轴向和径向方向的准静态压缩测试及有限元分析（FEA）。ATR超材料是通过在原有的自膨胀管状（AT）结构基础上，增加增强直肋结构而开发的。制造过程中采用了不锈钢（316L）材料的3D打印技术，得到的ATR超材料通过准静态压缩负载-位移曲线和泊松比-应变曲线在轴向和径向方向上进行了评估。实验结果与有限元模型进行了比较，并利用验证过的有限元模型进行了参数化分析，以探索ATR超材料的力学行为。结果表明，所提出的ATR结构在轴向和径向压缩条件下，相较于原始的AT结构表现出更优越的力学性能。
参数分析表明，作为关键几何参数的增强直肋结构的旋转角度显著影响ATR结构的泊松比，并在决定其压缩行为方面起着至关重要的作用。随着旋转角度的增加，ATR结构的能量吸收能力得到了增强。特别是ATR-75°和ATR-90°结构，在轴向压缩下表现出最高的能量吸收能力，能量吸收（EA）增加了215%、比能量吸收（SEA）增加了62%、单位体积能量吸收（EAE）增加了46%；在径向压缩下，EA增加了514%、SEA增加了230%、EAE增加了52%，相比原始的AT结构有显著提高。本文提出的ATR结构展现了卓越的能量吸收效率和压缩稳定性，预示着在汽车和建筑等行业中的潜在应用前景。
需要注意的是，尽管ATR结构具有优越的能量吸收性能，但其内径显著小于AT结构，这使得ATR结构可能不适合某些特定应用，如生物医学支架。本文仅研究了ATR结构的准静态压缩性能，以探索其能量吸收能力。后续工作将聚焦于动态测试，以进一步探索ATR结构的其他性能。
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