一种刚度可调控的负泊松比管状结构

摘要：

负泊松比材料具有优良的抗压痕性、抗剪切性、曲面同向性、断裂韧性和能量吸收性等特点,受到了国内外学者的广泛关注.负泊松比管状结构作为一个新兴的研究热点,在工程和医疗领域都有着广泛的应用前景.然而,在拉伸与压缩下同时具有负泊松比效应的管状结构仍鲜有报道.由于内部周期性孔洞的存在,大多数负泊松比材料和结构具有较低的比刚度.因此,本文提出了一种新型刚度可调控的负泊松比管状结构,并对不同旋转方式、密实点提前程度、变形区域高度h等参数进行了有限元分析与试验研究.研究结果表明:变刚度圆管的刚度大小可通过密实点比例因子进行调控,同时可以调整h值的大小来减小设计值与真实值之间的误差.新研制的负泊松比管状结构不仅大幅提升了负泊松比管状结构的刚度,且同时维持了理想的负泊松比效应.本文所研发的负泊松比管状结构在防护工程中具有较好的应用前景,且为负泊松比结构的设计提供了新思路.

关键词：负泊松比、负泊松比材料、管状结构、变刚度、胞元优化、准静态压缩

所属期刊栏目：39

分类号：TB330(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;江苏省自然科学基金;江苏省研究生科研与实践创新计划项目

在线出版日期：2022-04-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：1813-1823