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设计一种在定向拉伸下具有高宏观韧性的轻质织物超材料:第一个实验证据。 (英语) Zbl 1395.74002号

摘要:在本文中,我们研究了一种由各向同性材料构成的超材料,该材料按照几何结构组织,我们称之为泛谱晶格。Rivlin和Pipkin使用连续模型(我们称之为受电弓片)对这种相对复杂的织物进行了研究,其中包括两个由内部枢轴连接的柔性纤维家族,在参考配置中,这两个家族是正交的。对于参考配置中的纤维,将一侧长度为另一侧三倍的矩形试样切割成45{(deg},并对其进行大变形平面拉伸偏压试验,施加较短侧的相对位移。所使用的连续体模型、所提出的数值模型和3D打印技术的非凡进步,使一些初步实验得以设计,其初步结果已显示出来,似乎很有希望。实验证据显示出三种不同的变形状态。在第一种情况下,平衡总变形能量平方依赖于终端试件侧的相对位移:施加的合力线性依赖于相对位移。在第二种情况下,施加的力在相对位移上呈非线性变化,但其行为保持弹性。在第三种状态下,损伤现象开始出现,直到完全失效,但施加的合力继续增加,并达到比实际失效前线性状态中显示的最大值大几倍的值。此外,达到结构破坏所需的总能量大于最大储存弹性能量。最后,织物中材料所占的体积是总体积的一小部分,因此重量/延伸阻力比非常有利。结果似乎需要对所用的理论和数值方法进行改进,以将所提出的概念转换为有希望的技术原型。

理学硕士:

74-05 可变形固体力学相关问题的实验工作
74S05号 有限元方法在固体力学问题中的应用
74A30型 非简单材料
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