双拓扑增强TCPL超材料

应变能提升51.56%

通过变形约束策略抑制侧向膨胀与屈曲，实现高应力均匀性和超塑性，为高塑性超材料设计提供新准则。

Guo, Haoyuan · 张建勋

Advanced Materials 2024

具体参数

应变能提升

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最大性能增强

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强度-密度超出Gibson-Ashby模型预测

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技术优势

应力均匀无梯度

ETCPL内部应力分布几乎没有梯度，避免局部应力集中导致的过早失效。

侧向膨胀被抑制

插入增强拓扑有效抑制了TCPL的侧向膨胀和屈曲，使其在大变形下保持稳定。

性能提升显著

较典型多胞材料，最大性能增强可达18667.19%，强度-密度超出Gibson-Ashby模型预测最高达75.2%。

应用场景

• 高速飞行器防护结构：利用其高塑性大变形能力吸收冲击能量，保护内部结构。
• 轻质吸能夹芯：作为夹芯材料核心，在轻量化同时提供高吸能效率。
• 冲击缓冲构件：替代传统缓冲材料，在重复冲击下保持稳定力学响应。
• 抗冲击建筑结构：用于建筑防护构件，提高结构在爆炸或冲击载荷下的安全性。