Механические метаматериалы, вдохновленные структурой каркаса глубоководного стеклянного губчатого скелета, обладают большим потенциалом в области защиты от ударов, однако существующие методы изготовления имеют недостатки, такие как низкая регулируемость структуры и однотипные функции. Объединив биомиметические губчатые метаматериалы с собираемыми метаматериалами, был разработан новый тип собираемых биомиметических губчатых механических метаматериалов с полностью симметричными элементами (Assembled Bionic Sponge Metamaterials, ABSM). Для изготовления трех образцов — ABSM без замка, ABSM с замком и интегрированный BSM — использовалась листовая сталь из нержавеющей стали 316L, которая собиралась путем взаимного стыковки горизонтальных, вертикальных и наклонных пластин в прочную взаимозамыкающуюся структуру, обеспечивая быстрое и простое формирование биомиметического губчатого метаматериала. Свойства поглощения энергии трех структур исследовались методом квазистатических испытаний на сжатие и численного моделирования методом конечных элементов. Результаты показали, что средняя сила разрушения, удельная энергия поглощения и эффективность разрушения ABSM с замком увеличились на 52,66%, 18,94% и 17,1% по сравнению с ABSM без замка соответственно; введение замкового соединения придало структуре двуплатформенный характер, в процессе деформации наблюдался негативный коэффициент Пуассона, что эффективно повысило стабильность структуры и усилило способность к поглощению энергии. Предложенный метод сборки обеспечивает новый подход к изготовлению биомиметических губчатых механических метаматериалов, что способствует их будущему применению в инженерной практике и открывает новые пути функционального развития.

механические метаматериалы;глубоководный стеклянный губчатый скелет;сборочный дизайн;квазистатическое испытание на сжатие;моделирование методом конечных элементов;динамический удар