双梯度结构
模仿向日葵茎髓微结构,实现各向异性拉胀和各向同性力学性能的协同。
Xu, Yichao · Huang, Yezeng · Yan, Hao · Gu, Zhandong · 赵天艺 · Rong, Zhang · Bing, Pan · 董雷霆 · 刘明杰 · Lei, Jiang
Matter 2023
双梯度结构诱发不同的屈曲模式,在大应变下仍保持高刚度,同时高效吸收能量,避免了传统轻质多孔材料高刚度与高吸能难以兼得的矛盾。
各向异性拉胀效应在受压时使材料沿垂直于载荷方向收缩,产生自适应增强,提升局部密度和刚度,从而适应不同压缩状态。
孔隙率高达约93%,密度极低,在保持力学性能的同时大幅减轻重量,适合对质量敏感的应用场景。
双梯度拉胀设计策略可推广到具有常见凸多边形胞元的蜂窝结构,为各类多孔材料的拉胀设计提供通用准则。