刚柔耦合模块化超材料

冲击降峰63.8%

标准组件拼接出可调刚度的防护结构，软硬单元可互换，防护效果优于一体式设计。

李春雷 · 习会峰

Materials Horizons 2025

参数信息

峰值力降幅

63.8 %

碰撞缓解提升

80 %

维护成本降低

85.7 %

技术优势

冲击力更低

刚柔耦合模块在冲击下峰值力降低63.8%，并延迟峰值出现时间，为被保护对象争取缓冲空间。

碰撞缓解更强

在后端碰撞模拟中，刚柔模块化保险杠将碰撞缓解效果提升80%，防护能力显著优于传统设计。

维护成本更低

模块化设计使得受损后仅需更换单个模块，后端模拟中维护成本降低85.7%。

刚度可调

通过组合不同刚性/柔性组件及其排列顺序，实现从单个组件到整体结构的弹性刚度调控。

应用场景

• 冲击防护结构：可拼接成防护装甲，靠模块变形吸收冲击并降低峰值力。
• 轻质防护部件：以轻质模块替代实心结构，兼顾刚度和吸能。
• 缓冲吸能模块：作为缓冲吸能单元嵌入结构，延迟冲击峰值。