交替五模晶格与约束板的创新型超材料力学建模
应用物理
2020-02-04 v1 软凝聚态物质
摘要
本研究考察了一类交替五模晶格与加劲板的新型力学超材料的力学行为。此类晶格的单元胞由当前五模材料文献中典型分析的面心立方单元胞的子晶格构成。所研究的系统在无穷小拉伸主导机制下仅表现出三种软变形模式，而非无约束五模晶格的五种零能量模式。我们推导了竖向与弯曲刚度特性的解析公式，并研究了这些量对主要设计参数的依赖关系：晶格常数、固体体积分数、杆的横截面积以及层厚。一个值得注意的结果是，所分析结构的有效压缩模量等于当前文献中可获的最刚各向同性弹性网络杨氏模量的三分之二，同时伴随对无穷小剪切与扭转机制的零刚度。通过与已有或正在开发的替代装置的响应进行比较，讨论了所提出的超材料作为新型隔震装置与冲击防护设备的应用。
引用
@article{arxiv.2002.00711,
title = {Mechanical modeling of innovative metamaterials alternating pentamode lattices and confinement plates},
author = {F. Fraternali and A. Amendola},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.00711},
year = {2020}
}