超材料是通過人工設計具備超常物理性能的一類材料,可用于制造微波天線、傳感器和振動吸收體。機械超材料通過形狀和變形展現出超常的性能,例如用作阻尼材料的增長劑。
超材料的技術概念和古老的剪紙術的結合,給研究人員帶來了新的靈感,可用于制造變形機身的變形結構或是針對太空應用開發可折疊結構。
超材料是通過人工設計具備超常物理性能的一類材料,可用于制造微波天線、傳感器和振動吸收體。機械超材料通過形狀和變形展現出超常的性能,例如用作阻尼材料的增長劑。
剪紙是日本古老折紙術的一個演化,可以創建三維形狀。英國布里斯托爾大學的研究人員利用剪紙技術開發出一種機械超材料,可以通過大幅度的機械行為,精確無誤地改變形狀。研究人員采用剪紙技術,將熱塑性復合材料平板制成開口蜂窩結構。根據折疊的角度和剛度,這些蜂窩具有很大可變范圍的力學性能和行為,在變形結構上有潛在應用。制造過程包括三步:切、壓褶和折疊。
傳統蜂窩彎曲時成馬鞍狀,使其難以加工成彎曲的組件。但是這種超材料蜂窩泊松比為0,這意味著當拉伸時,這種材料變厚而不是變薄,可以形成一個圓柱形,沒有二次彎曲。成型之前在復合材料板上打印上電路和傳感器,可以創建一個拓撲形狀豐富且能承受大范圍載荷的整體智能活性結構。可以將纜線穿過蜂窩單元中間的空洞,根據纜線布置的位置將蜂窩拉成不同的形狀,創建用于變形或是折疊結構的變形組件。(中航工業經濟技術研究院 胡燕萍)
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責任編輯:邢云輝
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