可调刚度智能晶格超材料

刚度与吸能可编程

受人体脊柱和龟壳弧形承载结构启发，通过改变结构参数或温度场即可大范围调节力学性能，展现出在航空航天和智能机器人领域的广泛应用前景。

Zhang, Xinchun · Yue-song, Han · Min, Zhu · Yuhao, Chu · Li, Weiduan · Zhang, Yanpeng · Zhang, Yan · Junrong, Luo · Ran, Tao · Qi, Junfeng

International Journal of Mechanical Sciences 2024

技术优势

刚度可调

通过改变结构参数或温度场调节刚度，满足不同载荷需求。

能量吸收可调

优化结构参数或控制温度可实现预期的能量吸收能力，适合缓冲应用。

振动阻尼可调

可在不同频率下调节阻尼效果，提高动态稳定性。

可重复使用

材料具有可重复使用的特性，多次加载后仍保持良好性能。

应用场景

• 4D打印智能结构：直接作为智能结构单元，实现形状与力学性能的程序化控制。
• 航空轻质结构：作为轻质结构，通过调节刚度适应不同飞行工况。
• 机器人缓冲结构：利用可调的能量吸收能力实现机器人缓冲与防护。
• 可调刚度执行器：作为执行器通过温度调控实现刚度改变。
• 机械超材料：为机械超材料研究提供新的可调性能设计范例。