通过解耦微极弹性张量与对称操作揭示二维晶格的机械耦合效应
材料科学
2022-08-17 v1
摘要
轴向-剪切、轴向-弯曲等机械耦合在传感器与执行器中具有方向性控制输入输出载荷的主动机械超材料设计方面极具潜力。然而，当前缺乏弹性理论支撑的临时机械耦合设计无法为具有晶格几何的机械耦合提供设计准则。此外，机械耦合效应与几何对称性之间的关联尚不清晰。本工作中，我们通过确定分解后微极弹性张量中的非零对角项，系统搜寻二维晶格结构中的所有可能机械耦合。我们还通过对分解后的微极弹性张量施加对称操作，将机械耦合与二维晶格的点群对称性相关联。解耦的微极本构方程揭示了二维晶格结构的八种耦合效应。解耦微极弹性张量的对称操作揭示了机械耦合与点群之间的关联。我们的发现可加强机械超材料的设计，在传感器、执行器、软体机器人以及用于弹性/声波导与热管理的主动超材料等领域具有潜在应用。
引用
@article{arxiv.2205.02062,
title = {Mechanical coupling effects of 2D lattices uncovered by decoupled micropolar elasticity tensor and symmetry operation},
author = {Zhiming Cui and Jaehyung Ju},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.02062},
year = {2022}
}