无序机械超材料力学中的密度标度
软凝聚态物质
2019-03-27 v1 应用物理
摘要
自然界提供了自组装轻质无序网络结构的例子，其具有令人瞩目的力学特性，这些特性在许多应用中备受青睐但难以人工复现。先前的实验与计算研究考察了随机网络结构的力学响应，侧重于可变连接性或梁单元放置概率方面的拓扑与几何特征。然而出于实际目的，一个极具挑战性的目标是设计新材料，使其刚度等力学特征可定制。在此，我们设计了一种二维无序机械超材料，在弯曲与拉伸均对变形有显著贡献的 regime 下展现出非同寻常的刚度-密度标度。在此 regime 下，该机械超材料覆盖了杨氏模量-密度平面的广阔区间，同时表现出高临界应力与高临界应变。我们的结果得到有限元模拟的支持，为按需设计无序超材料提供了指导原则，弥合了人工材料与自然材料之间的鸿沟。
引用
@article{arxiv.1811.10952,
title = {Density scaling in the mechanics of a disordered mechanical meta-material},
author = {Daniel Rayneau-Kirkhope and Silvia Bonfanti and Stefano Zapperi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.10952},
year = {2019}
}
备注
6 pages, 4 figures