山东科技大学的王清团队以增强版的蜂窝结构(拉胀结构的一种)作为拉胀结构,以菱形结构作为嵌入结构,减少了两者之间的约束数量,提出柔性变形复合拉胀结构(CASwFD),如图1所示,可以实现拉胀结构与嵌入结构的独立变形。
图1. A)菱形网格嵌入增强版的蜂窝结构.B)具有柔性变形的复合拉胀结构.C)嵌入结构(红色)可以改变而拉胀结构(蓝色)保持不变(CASwFD-1).D)拉胀结构可以改变(水平杆的长度改变,倾斜杆的长度保持不变)而嵌入结构保持不变(CASwFD-2).E) 拉胀结构可以改变(水平杆的长度保持不变,倾斜杆的长度改变)而嵌入结构保持不变(CASwFD-3)
作者还通过理论和数值分析,研究了嵌入结构和拉胀结构的变化对整体结构泊松比、相对杨氏模量和能量吸收的影响。研究发现,嵌入结构主要影响整体结构的泊松比和相对杨氏模量,拉胀结构影响整体结构的能量吸收。通过合理设计两个分结构,可以使整体结构的材料利用率达到最佳。通过改变拉胀结构,可以在大范围内调节整体结构的机械性能。该结构有望为复合拉胀结构的设计提供一种新的途径。参考文献:
Qing Wang et al, Study of mechanical properties and enhancing auxetic mechanism of composite auxetic structures[J]. Engineering Report(2021). DOI: 10.1002/eng2.12436 (采编:www.znzbw.cn)