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Stiff auxetics: Hierarchy as a route to stiff strong lattice based auxetic meta-materials

机译:僵硬的动力学:层次结构是获取基于刚性强晶格的声学超常材料的途径

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摘要

Using a combination of analytic and computational methods, we examine the effect of adding hierarchical substructure to an auxetic lattice. Our novel methodology, involving a coarse grain approach, allows for the analysis of hierarchically sub-structured lattices where direct computation would prove intractable. We show that through hierarchy one can create ultra-lightweight auxetic meta-materials of high strength and stiffness. Through scaling law arguments, we show that the benefits of hierarchical design can also be obtained in the general class of bending-dominated lattices. Furthermore, we show that the hierarchical structures presented show a wide range of tailorability in their mechanical properties, and exhibit increased strength when optimised for buckling resistance. Auxetic materials have a broad range of potential applications, and thus the creation of ultra-light auxetic meta-materials with enhanced stiffness and strength is undoubtedly of practical importance.
机译:通过结合使用分析方法和计算方法,我们研究了将层次化子结构添加到膨胀格中的效果。我们的新方法涉及粗粒度方法,可用于分析层次分明的子结构晶格,在这些晶格中直接计算会变得很棘手。我们证明,通过层次结构,可以创建具有高强度和刚度的超轻质膨胀超常材料。通过定标定律的论证,我们表明,在弯曲为主晶格的一般类别中,也可以获得分层设计的好处。此外,我们表明,呈现的分层结构在其机械性能方面显示出广泛的可调整性,并且在针对屈曲阻力进行优化时显示出更高的强度。辅助材料具有广泛的潜在应用,因此,具有增强的刚度和强度的超轻辅助超材料无疑具有实际意义。

著录项

  • 期刊名称 Scientific Reports
  • 作者

    D. Rayneau-Kirkhope;

  • 作者单位
  • 年(卷),期 -1(8),-1
  • 年度 -1
  • 页码 12437
  • 总页数 10
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种
  • 中图分类
  • 关键词

  • 入库时间 2022-08-21 10:57:55

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