自相似分层超材料

轻质高吸能

通过多级自相似架构协同作用，在保持与天然材料相当模量的同时，实现超越多数泡沫金属和晶格材料的强度与韧性。

宋健 · Yan, Junfei · Bengang, Yi

Frontiers of Mechanical Engineering 2024

参数信息

无人机减重

~85 %

飞行时间延长

~53 %

技术优势

强度和韧性同时兼顾

拉伸主导的八面体桁架与弯曲主导的立方体架构协同作用，使抗压强度超过大多数泡沫和晶格，同时保持高吸能。

无人机减重85%

用该材料制造的超轻无人机比实心对应物轻约85%，飞行时间延长约53%。

模量接近天然材料

压缩模量与天然材料相当，适合用作轻质结构件的刚度和承载设计参考。

应用场景

• 轻量化机器人：用它做机器人结构件，可显著减重且保持强度。
• 无人机结构：作为无人机机身材料，减重并延长续航。
• 航空航天轻量化：替代传统轻质结构件，兼顾高比强度。
• 机械超材料：提供多级自相似设计策略，用于定制力学性能。