论文标题
A novel 3D structure with tunable Poisson’s ratio and tailorable coefficient of thermal expansion based on a tri-material triangle unit
一种基于三元材料三角形胞元的具有可调控泊松比和热胀系数的新型三维结构
摘要
负泊松比材料和负热胀系数材料在许多领域具有非常广阔的应用前景。在本文中，研究者们提出了一种具有可调控泊松比和热胀系数的新型三维桁架结构。由于结构中杆件的变形主要以轴向拉压为主，因此整体结构具有较高的刚度。通过单元受力法和位移法，可以获得该结构的等效弹性参数以及热胀系数。该理论公式通过数值模拟验证了其较高的精度及较广的应用范围。之后，研究者们还通过参数分析获得了该结构实现负泊松比和负热胀系数的条件。研究发现，通过合理的材料和几何参数的选取，可以同时实现三维空间内的负泊松比和双向的负热胀系数。
相关图表
如图1所示，两个相同的三角形构成一个平行四边形；四个同样的平行四边形构成一个三维单胞；多个单胞可构成文中所述的新型三维桁架结构。
图1 结构的提出过程
图2 单胞的受力分析
图3 该结构在各方向上的泊松比变化
图4 该结构热胀系数随各角度的变化
文章链接
https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2020.112803
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