弯曲一维机械超材料

零能模态可编程

一种通过调节链节水平与垂直间距,将零能量模态的传播路径从直线拓展到任意二维曲线的链式机械超材料。

喻莹 · Jiayao, Feng · Xiaolin, Duan · 刘柯 · Yuxiang, Cai

International Journal of Mechanical Sciences 2026

技术优势

路径不受限

通过独立调节水平和垂直间距参数,可在同一结构中编码螺旋、正弦等用户自定义传播轨迹,突破了以往直线路径的限制。

效率可调控

几何调整不仅改变运动模式,还能控制能量传输效率,其中翻转相(flipper phase)达到最优效率,而螺旋路径则伴随显著能量折衷。

拓扑保护鲁棒

利用有限粒子法模拟验证了零能模态在结构中的稳健运动与能量传递过程,为设计拓扑保护的可重构机械系统提供了依据。

直接可用于应用

设计出的拓扑保护、可重构机械系统可直接用于软体机器人与自适应结构中的高效能量与运动传递。

应用场景