负泊松比超材料

20% 应变下保持 −0.8

基于大变形几何非线性机制设计,拓扑优化微结构在单轴拉伸至 20% 应变时仍能维持目标负泊松比,避免小应变设计下的性能退化。

Weida, Wu · 王毅强 · Gao, Zhonghao · 刘湃

CMES - Computer Modeling in Engineering and Sciences 2024

参数信息

负泊松比
−0.8
负泊松比范围
[−0.8, −0.1]
最大拉伸应变
20 %

技术优势

大变形下性能不退化

通过引入几何非线性机制,避免了小应变设计在拉伸至 20% 时性能快速下降的问题。

设计变量大幅减少

采用材料场级数展开法描述拓扑,大幅缩减设计变量数量,使无梯度优化在计算上可行。

设计结果实验可验证

典型微结构经 3D 打印制造并测试,实验结果与数值结果一致,证明设计策略有效。

应用场景