论文标题
4D printed multi-stable metamaterials with mechanically tunable performance
具有机械可调性的4D打印多稳态超材料
摘要
超材料的功能是由点阵微结构的配置和空间排列决定的。超材料一旦制造出来，其几何形状和功能是不可逆的，不能根据环境的变化而调整。研究者们研究了一种形状可重构、功能可部署、机械可调节、可重复使用的智能多稳态元材料。主要方法是基于数字增材制造技术与可实现弹性模量显著变化的热诱导形状记忆聚合物相结合的4D打印方法，创造出了这种具有可重构、自膨胀和力学性能可调的超材料。之后，本文利用实验和有限元法分析了压缩试验过程中超材料的宏观变形和点阵微观结构的形态变化。发现通过微观结构梯度和复合材料设计方法，可以实现变形和恢复过程中对超材料微点阵的可调、可选、可控。因此，这种新型微点阵可编程机械超材料具有优异的通用性和适应环境变化的能力。这种4D打印的多稳态超材料具有广阔的应用前景，如在软机器人、智能阻尼界面、航空航天可调节和可扩展结构、可调谐功能器件等方面。
相关图表
图1 该种超材料的具体设计
图2 实验与仿真过程
图3 圆柱状应用
文章链接
https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2020.112663
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