拓扑亚热力学材料中的损伤机制设计
软凝聚态物质
2025-08-26 v3 材料科学
其他凝聚态物理
应用物理
摘要
通过利用晶格拓扑和几何构筑亚热力学材料中的损伤机制是工程实现理想力学响应的关键且复杂的挑战，这些材料称为拓扑亚热力学材料。其中，处于力学稳定边缘的 Maxwell 晶格具有显著的高级功能潜力。通过利用其稳健的拓扑特征，能够实现对有效弹性属性的精确控制，以及在特定领域内对应力的局部和全局失稳进行操控，并实现针对性的全局损伤，这些损伤遵循局部断裂事件。在本工作中，我们识别出拓扑和几何相关的参数，这些参数建立了一个简单且精确的框架，用于设计非理想化 Maxwell 晶格及其损伤过程的行为。我们数值探索了其底层现象，以演示如何利用该框架指导或阻止晶格中的损伤，无论是否包含边界壳和其他边界约束。我们的ethods 揭示了一种稳健的方式来操控亚热力学材料中的损伤机制及其路径，进一步深入了解裂纹止损、偏转和屏蔽。
关键词
引用
@article{arxiv.2410.17100,
title = {Architecting mechanisms of damage in topological metamaterials},
author = {Leo de Waal and Matthaios Chouzouris and Marcelo A. Dias},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.17100},
year = {2025}
}