负质量超材料

衰减冲击波

通过改变微观刚度分布，显著提升冲击波衰减能力，实现超越单一刚度的防护效果。

Li, Tong · Xianlong, Jin · Li, Yongqiang · Yang, Peizhong

Acta Mechanica Solida Sinica 2024

参数信息

临界组数

35

技术优势

衰减效果更好

微观结构刚度不同的超材料比刚度单一的超材料更能减轻冲击波的影响。

存在最优组数

超过35组后冲击波衰减不再增强，但制造复杂度继续增加，因此35组是性价比最优解。

指导微结构设计

研究结果可以直接用于指导超材料的微观结构设计，并为冲击波缓解提供新思路。

应用场景

• 冲击防护：用于冲击防护结构，以更轻的重量实现更好的冲击波衰减。
• 隔振：利用负质量特性隔离特定频率的振动，减少结构传递的振动能量。
• 超材料设计：提供超材料微观结构设计的指导准则，特别是关于刚度分布和单元数量的优化。
• 轻质防护结构：在保持轻量化的同时增强冲击防护能力，适用于对重量敏感的应用场景。