结构化液晶弹性体的协同能量吸收机制
软凝聚态物质
2021-10-15 v1 应用物理
摘要
本文报道了一种基于液晶弹性体（LCE）的结构化材料的率相关能量吸收行为，该材料由夹在刚性支撑之间的双稳态倾斜 LCE 梁的重复单胞构成。LCE 材料的粘弹性行为导致能量吸收随应变率按幂律关系增加，这可通过改变合成过程中介晶元的取向程度来调节。在 600 s-1 的应变率下，单胞结构表现出高达 5 MJ/m3 的能量吸收密度，这比用聚二甲基硅氧烷（PDMS）制造的相同结构高出两个数量级，并且可与致密金属通过不可逆塑性变形产生的耗散相媲美。对于单胞的堆叠结构，粘弹性还会导致 LCE 梁的非均匀屈曲，使得能量吸收密度随堆叠数 n 增加而增加，直至 n=3。改变梁的几何形状进一步促进了非均匀屈曲行为，使能量吸收密度可随堆叠数无限制地增加。我们设想这项研究能够推动轻质极端吸能材料的发展。
引用
@article{arxiv.2110.07461,
title = {Synergistic Energy Absorption Mechanisms of Architected Liquid Crystal Elastomers},
author = {Seung-Yeol Jeon and Beijun Shen and Nicholas A. Traugutt and Zeyu Zhu and Lichen Fang and Christopher M. Yakacki and Thao D. Nguyen and Sung Hoon Kang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.07461},
year = {2021}
}