兵工学报 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (2): 618-627.doi: 10.12382/bgxb.2022.0883
收稿日期:
2022-09-30
上线日期:
2024-02-29
通讯作者:
基金资助:
XIANG Xinmei*(), LUO Linlin, FU Zushu, HE Shizhu
Received:
2022-09-30
Online:
2024-02-29
摘要:
Miura-ori超材料是一种重量轻且多孔的材料,其机械性能通常是由自身的折叠方式和几何形状决定的,它的机械响应可以通过几何设计来进行修正调整,是一种具有多功能的、可调控且设计空间多样的超材料。为研究厚度渐变(Thickness Gradient,TG)模式以及锐角渐变模式对超材料能量吸收能力的影响,结合有限元分析软件参数化分析超材料的力学特性。研究结果表明, TG梯度为负梯度的超材料能量吸收能力较好,并且负梯度时的TG梯度超材料的平均力和能量吸收比锐角梯度超材料表现更佳。
中图分类号:
项新梅, 罗林林, 符祖书, 何世珠. 梯度模式对Miura-ori超材料力学性能影响的研究[J]. 兵工学报, 2024, 45(2): 618-627.
XIANG Xinmei, LUO Linlin, FU Zushu, HE Shizhu. Effect of Gradient Mode on Mechanical Properties of Miura-ori Metamaterials[J]. Acta Armamentarii, 2024, 45(2): 618-627.
梯度类型 | 超材料编号 | 从上到下各单元层锐角/(°) | 梯度间隔 |
---|---|---|---|
Ori2_(56-64)_2 | 56,58,60,62,64,64,62,60,58,56 | 2.0 | |
Ori2 | Ori2_(51-67)_4 | 51,55,59,63,67,67,63,59,56,51 | 4.0 |
Ori2_(46-70)_6 | 46,52,58,64,70,70,64,58,52,46 | 6.0 | |
Ori3_(57-64)_3.5 | 57,60.5,64,60.5,57,57,60.5,64,60.5,57 | 3.5 | |
Ori3 | Ori3_(55-66)_5.5 | 55,60.5,66,60.5,55,55,60.5,66,60.5,55 | 5.5 |
Ori3_(53-68)_7.5 | 53,60.5,68,60.5,53,53,60.5,68,60.5,53 | 7.5 | |
Ori4_(56-64)_2 | 64,62,60,58,56,56,58,60,62,64 | 2.0 | |
Ori4 | Ori4_(51-67)_4 | 67,63,59,56,51,51,55,59,63,67 | 4.0 |
Ori4_(46-70)_6 | 70,64,58,52,46,46,52,58,64,70 | 6.0 | |
Ori5_(55-63)_4 | 63,59,55,59,63,63,59,55,59,63 | 4.0 | |
Ori5 | Ori5_(53-64)_5.5 | 64,58.5,53,58.5,64,64,58.5,53,58.5,64 | 5.5 |
Ori5_(51-65)_7 | 65,58,51,58,65,65,58,51,58,65 | 7.0 |
表2 锐角渐变超材料参数
Table 2 Parameters of metamaterials with acute gradients
梯度类型 | 超材料编号 | 从上到下各单元层锐角/(°) | 梯度间隔 |
---|---|---|---|
Ori2_(56-64)_2 | 56,58,60,62,64,64,62,60,58,56 | 2.0 | |
Ori2 | Ori2_(51-67)_4 | 51,55,59,63,67,67,63,59,56,51 | 4.0 |
Ori2_(46-70)_6 | 46,52,58,64,70,70,64,58,52,46 | 6.0 | |
Ori3_(57-64)_3.5 | 57,60.5,64,60.5,57,57,60.5,64,60.5,57 | 3.5 | |
Ori3 | Ori3_(55-66)_5.5 | 55,60.5,66,60.5,55,55,60.5,66,60.5,55 | 5.5 |
Ori3_(53-68)_7.5 | 53,60.5,68,60.5,53,53,60.5,68,60.5,53 | 7.5 | |
Ori4_(56-64)_2 | 64,62,60,58,56,56,58,60,62,64 | 2.0 | |
Ori4 | Ori4_(51-67)_4 | 67,63,59,56,51,51,55,59,63,67 | 4.0 |
Ori4_(46-70)_6 | 70,64,58,52,46,46,52,58,64,70 | 6.0 | |
Ori5_(55-63)_4 | 63,59,55,59,63,63,59,55,59,63 | 4.0 | |
Ori5 | Ori5_(53-64)_5.5 | 64,58.5,53,58.5,64,64,58.5,53,58.5,64 | 5.5 |
Ori5_(51-65)_7 | 65,58,51,58,65,65,58,51,58,65 | 7.0 |
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