具有负泊松比效应的拉胀结构是一类功能和结构一体化的力学超结构。由于反常规的负泊松比效应,拉胀超结构具有诸多独特的力学性能和广阔的工程应用前景。相较于缺失支柱胞元结构,手性拉胀结构(Chiral auxetics)可以在大应变下保持平滑的变形,并且对制造误差相对不敏感。缺失支柱胞元结构(missing rib auxetics)是一类典型的手性拉胀结构,可视为由传统手性拉胀结构的中心圆环替代为中心支架而成(图1)。
图1 传统手性及缺失支柱拉胀结构
图2 传统四手臂手性拉胀结构(a)及四手臂缺失支柱手性拉胀结构(b)在单轴拉伸荷载下的变形图
图3 四手臂增强缺失支柱手性(a)及反手性(b)单胞结构
图4 固定端部拉伸(a)及固定拉伸剪切(b)示意图
图5 等效泊松比(a),弹性模量(b)及剪切模量(c)云图
图6 理论及有限元分析等效弹性常数
图7 增强四手臂缺失支柱手性及反手性胞元结构等效弹性模量及剪切模量对比
图8 实验及有限元分析变形图
图9 理论、实验及有限元分析等效弹性常数
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