可调双稳态超材料

热控单双稳态切换

通过热刺激调控模量比，实现单稳态与双稳态之间的可逆切换，可编程响应特性。

Ruijie, Lin · 徐帅 · 刘子顺

Journal of Applied Mechanics, Transactions ASME 2025

技术优势

双稳态可编程

通过热刺激改变弯曲梁与支撑壁的模量比，即可按需在单稳态与双稳态之间切换，响应特性可现场重编程。

转变准则有理论预测

理论模型能够准确预测单双稳态转变的临界条件，无需大量试错即可确定所需模量比。

实验与模拟双重验证

转变准则同时经过实验和有限元模拟验证，可靠性高。

应用场景

• 变形结构：可根据温度切换稳定状态，实现结构形态的主动控制。
• 能量收集：利用双稳态之间的突跳释放能量，用于振动能量收集。
• 仿生器件：模拟生物结构对环境刺激的响应，实现可调力学行为。
• 3D打印超材料：打印后仍可通过热刺激调整其力学响应，扩展设计空间。