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功能性负泊松比超材料研究进展与展望
1
作者
蒋伟忠
张毅
+4 位作者
朱一林
王源隆
吴文旺
张传增
任鑫
《应用力学学报》
北大核心
2025年第3期494-510,共17页
负泊松比超材料,又被称为“拉胀”超材料,是一种力学超材料,具有特殊的力学性能,即在竖向受到压力(拉力)作用下,结构会发生横向收缩(膨胀)。这种特性与结构的拓扑排列关系密切,因此负泊松比超材料在多个领域具有广泛的应用前景。将对功...
负泊松比超材料,又被称为“拉胀”超材料,是一种力学超材料,具有特殊的力学性能,即在竖向受到压力(拉力)作用下,结构会发生横向收缩(膨胀)。这种特性与结构的拓扑排列关系密切,因此负泊松比超材料在多个领域具有广泛的应用前景。将对功能性负泊松比超材料的研究进展进行阐述,首先介绍了负泊松比超材料静力学性能方面的最新研究成果,包括常规的刚度提升、泊松比可调,和非常规的变形机制,以及使用机器学习定制结构性能;其次,分析了其抗冲击、抗爆炸、振动控制以及其他功能性应用的最新进展;最后,指出了当前功能性负泊松比超材料研究仍存在一些难题,并对未来的研究提供了若干参考性建议。
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关键词
负泊松比超材料
力学超材料
负泊松比
功能性应用
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职称材料
力学超材料的构筑及其超常新功能
被引量：
19
2
作者
于相龙
周济
《中国材料进展》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第1期14-21,41,共9页
力学超材料是具有反直觉力学性质的人工微结构,其性能取决于人工原子的几何结构而不是材料组分。典型的力学超材料通常与4个弹性常数相关联:杨氏模量E,剪切模量G,体模量K和泊松比v。按所调控弹性常数的不同,将几何结构种类繁多的力学超...
力学超材料是具有反直觉力学性质的人工微结构,其性能取决于人工原子的几何结构而不是材料组分。典型的力学超材料通常与4个弹性常数相关联:杨氏模量E,剪切模量G,体模量K和泊松比v。按所调控弹性常数的不同,将几何结构种类繁多的力学超材料分类为负泊松比拉胀材料(v<0,G>>K)、剪切模量消隐五模式反胀材料(G<<K)、负压缩性材料(-4G/3<K<0)、模式转换可调刚度材料(E)、低密度超强仿晶格材料(E/ρ)、负热膨胀材料。基于人工晶格结构和手性/反手性几何结构单元,扼要地论及在人工几何构筑方面的基本情况,以及不同构型与超常力学性能之间的联系。从而为拓展力学超材料的研究领域提供了系统性的架构,展望了面向3D打印技术制备的力学超材料的发展前景。
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关键词
力学超材料
负泊松比
五模式
轻质超强
负热膨胀
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职称材料
负泊松比圆弧蜂窝压电超材料的力电性能研究
被引量：
2
3
作者
张璇
刘海涛
《燕山大学学报》
CAS
北大核心
2021年第5期424-429,共6页
压电超材料具有独特的力电性能,广泛应用在传感器、执行器等各种设备。本文提出了一种具有负泊松比特性的圆弧蜂窝压电超材料结构。基于压电超材料的本构方程和相应边界条件,分析了力电耦合下该压电结构的力电性能。建立了该结构的有限...
压电超材料具有独特的力电性能,广泛应用在传感器、执行器等各种设备。本文提出了一种具有负泊松比特性的圆弧蜂窝压电超材料结构。基于压电超材料的本构方程和相应边界条件,分析了力电耦合下该压电结构的力电性能。建立了该结构的有限元模型并进行仿真分析,讨论了不同结构角度和不同极化方向下压电超材料的弹性常数、压电常数和介电常数的变化规律。结果表明:随着角度的增大,结构沿z轴极化时的力电性能优于沿x轴极化时的力电性能。这对于蜂窝压电超材料的设计及其分析应用起到一定的借鉴作用。
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关键词
压电超材料
负泊松比
力电性能
有限元分析
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职称材料
题名
功能性负泊松比超材料研究进展与展望
1
作者
蒋伟忠
张毅
朱一林
王源隆
吴文旺
张传增
任鑫
机构
南京工业大学土木工程学院
西南石油大学土木工程与测绘学院
南京航空航天大学能源与动力学院
苏州实验室
宁波大学极端环境交叉力学研究中心
出处
《应用力学学报》
北大核心
2025年第3期494-510,共17页
基金
国家自然科学基金资助项目(No.51978330)
江苏省优秀青年基金资助项目(No.BK20220103)。
文摘
负泊松比超材料,又被称为“拉胀”超材料,是一种力学超材料,具有特殊的力学性能,即在竖向受到压力(拉力)作用下,结构会发生横向收缩(膨胀)。这种特性与结构的拓扑排列关系密切,因此负泊松比超材料在多个领域具有广泛的应用前景。将对功能性负泊松比超材料的研究进展进行阐述,首先介绍了负泊松比超材料静力学性能方面的最新研究成果,包括常规的刚度提升、泊松比可调,和非常规的变形机制,以及使用机器学习定制结构性能;其次,分析了其抗冲击、抗爆炸、振动控制以及其他功能性应用的最新进展;最后,指出了当前功能性负泊松比超材料研究仍存在一些难题,并对未来的研究提供了若干参考性建议。
关键词
负泊松比超材料
力学超材料
负泊松比
功能性应用
Keywords
auxetic
metamaterial
mechanical
metamaterial
negative
poisson
s
ratio
functional application
分类号
O34 [理学—固体力学]
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职称材料
题名
力学超材料的构筑及其超常新功能
被引量：
19
2
作者
于相龙
周济
机构
中国科学技术大学中国科学院材料力学行为和设计重点实验室
清华大学材料学院新型陶瓷材料与精细工艺国家重点实验室
出处
《中国材料进展》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第1期14-21,41,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(51532004
11274198)
高校科研专项(WK2090050044)
文摘
力学超材料是具有反直觉力学性质的人工微结构,其性能取决于人工原子的几何结构而不是材料组分。典型的力学超材料通常与4个弹性常数相关联:杨氏模量E,剪切模量G,体模量K和泊松比v。按所调控弹性常数的不同,将几何结构种类繁多的力学超材料分类为负泊松比拉胀材料(v<0,G>>K)、剪切模量消隐五模式反胀材料(G<<K)、负压缩性材料(-4G/3<K<0)、模式转换可调刚度材料(E)、低密度超强仿晶格材料(E/ρ)、负热膨胀材料。基于人工晶格结构和手性/反手性几何结构单元,扼要地论及在人工几何构筑方面的基本情况,以及不同构型与超常力学性能之间的联系。从而为拓展力学超材料的研究领域提供了系统性的架构,展望了面向3D打印技术制备的力学超材料的发展前景。
关键词
力学超材料
负泊松比
五模式
轻质超强
负热膨胀
Keywords
mechanical
metamaterial
s
negative
poisson
s
ratio
pentamode
ultralight&ultra
s
tiff
negative
thermal expan
s
ion
分类号
TB34 [一般工业技术—材料科学与工程]
TB381 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
负泊松比圆弧蜂窝压电超材料的力电性能研究
被引量：
2
3
作者
张璇
刘海涛
机构
河北工业大学机械工程学院
出处
《燕山大学学报》
CAS
北大核心
2021年第5期424-429,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(11702079)。
文摘
压电超材料具有独特的力电性能,广泛应用在传感器、执行器等各种设备。本文提出了一种具有负泊松比特性的圆弧蜂窝压电超材料结构。基于压电超材料的本构方程和相应边界条件,分析了力电耦合下该压电结构的力电性能。建立了该结构的有限元模型并进行仿真分析,讨论了不同结构角度和不同极化方向下压电超材料的弹性常数、压电常数和介电常数的变化规律。结果表明:随着角度的增大,结构沿z轴极化时的力电性能优于沿x轴极化时的力电性能。这对于蜂窝压电超材料的设计及其分析应用起到一定的借鉴作用。
关键词
压电超材料
负泊松比
力电性能
有限元分析
Keywords
piezoelectric
metamaterial
negative
poisson
′
s
ratio
electromechanical propertie
s
finite element analy
s
i
s
分类号
TB383 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
功能性负泊松比超材料研究进展与展望
蒋伟忠
张毅
朱一林
王源隆
吴文旺
张传增
任鑫
《应用力学学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
力学超材料的构筑及其超常新功能
于相龙
周济
《中国材料进展》
CAS
CSCD
北大核心
2019
19
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下载PDF
职称材料
3
负泊松比圆弧蜂窝压电超材料的力电性能研究
张璇
刘海涛
《燕山大学学报》
CAS
北大核心
2021
2
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职称材料
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