五模材料：晶胞基元拓扑对力学性能的作用
材料科学
2023-05-26 v1 应用物理
摘要
五模材料（由 Milton 与 Cherkaev 首先理论构想）是一类非常有趣的机械超材料，其体积模量与剪切模量解耦。五模材料通常由双锥形杆构成，中间直径大、端部直径极小（理想情况下趋近于零）。立方金刚石几何由 Milton 与 Cherkaev 提出作为晶胞的合适几何，并自此用于绝大多数五模相关工作。本工作中，我们旨在评估主要晶胞设计对高体积模量比剪切模量（称为 FOM）的贡献程度。除金刚石晶胞外，还考虑三种其他知名晶胞设计，并评估小端直径半径及大端对小端直径比 对 FOM 的影响。结果表明，无论原胞形状如何，FOM 值高度依赖于 d 值，而对 D 值的依赖极弱。对于 d/h 约 0.05（h 表示连杆长度），所有研究拓扑的优值均可达 10^3 量级。
引用
@article{arxiv.2305.15419,
title = {Pentamodes: the role of unit cell base topology on mechanical properties},
author = {Moein Shafia and Kaivan Mohammadi and Javad Akbari and Reza Hedayati},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.15419},
year = {2023}
}
备注
14 pages, 5 figures