具有可重编程机械性能的模块化多稳定超材料

毛,j。j *,王,S,棕褐色,w . *, m . * & Liu(2022)。具有可重编程机械性能的模块化多稳定超材料。工程结构，272,114976。

摘要近年来，具有优异力学性能的多稳态超材料在各个工程领域有着广泛的应用前景，引起了学术界和工业界的广泛关注。然而，现有的多稳态超材料一旦制造出来，其功能很难调整。为了克服这一限制，本文提出了一种机械性能可重编程的模块化多稳定超材料(MMM)的思想，该材料由具有可调snap-through行为的单元单元组装而成。单元单元由可拆卸的杆和包含两个双稳弯曲梁的固定框架构成。通过在框架中插入不同长度的棒，我们可以改变弯曲梁的形状，从而调整单元单元的直通行为，这是其可调多稳定性的基础。我们用理论分析的方法评价了单单元单元几何和力学性能的可调性，并通过数值模拟验证了这些可调性。所得到的定量结果为MMM的装配提供了设计指导。我们通过3D打印制造一定数量的部件，并将其组装成单向MMM，以检测其可重编程的宏观力学行为。本文首先对可调载荷-位移响应进行了实验和数值研究;然后通过数值模拟对可调带隙进行了探索。 Finally, we demonstrate the broader possibilities of assembly to form bi- and tri-directional, as well as gradient MMMs. The results presented in this paper have great significance for the design of modular metamaterials and expanding their application prospects in engineering structures.