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软质材料中松弛模态与受挫环的组合设计

软凝聚态物质 2026-01-26 v3 统计力学

摘要

软质材料和变形材料是实现冲击吸收、机械计算等多种应用的理想平台,这些功能通常依赖松弛模态或受挫环,但其设计困难。尤其是如何设计出具特定变形形态的多个模态或环,仍是开放问题。我们引入一种组合方法,使其能够创建任意数量的松弛模态和受挫环。模式形状的设计自由度使我们能够轻松引入运动学不兼容性,将其转化为受挫环。我们演示,通过采用特定的弹塑性 buckling 实例,依次对松弛模态进行buckling。我们利用组合后的松弛链和受挫环,在材料中实现矩阵-向量乘法。我们的发现带来了软质物质和变形材料中松弛性和几何受挫的新设计原则。

关键词

引用

@article{arxiv.2503.12867,
  title  = {Combinatorial Design of Floppy Modes and Frustrated Loops in Metamaterials},
  author = {Wenfeng Liu and Tomer A. Sigalov and Corentin Coulais and Yair Shokef},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2503.12867},
  year   = {2026}
}

备注

Videos available at https://shokef.sites.tau.ac.il/publications