三维星形拉胀超材料

弯曲柔度最高10.7倍

通过反向交错星形框架的杆旋转主导变形机制,在弯曲载荷下实现现有BCC结构3.5至10.7倍的柔度,并兼具应力分散能力,为变形翼型提供可定制的大变形与抗冲击协同设计。

侯玉亮 · Zhi, Huang · Bin, Fan · 谷小军 · 孟亮 · 夏凉

Defence Technology 2025

参数信息

弯曲柔度比
3.5 ×
弯曲柔度比
10.7 ×

技术优势

柔度高出3.5–10.7倍

结构单元的反向交错星形框架使杆件在弯曲载荷下主要发生旋转而非拉伸,从而大幅降低弯曲刚度,实现远高于传统BCC结构的柔度。

应力集中更低

通过调节单元胞的偏移角α进行功能梯度设计,可引导局部变形并降低应力集中,避免结构在变形时因局部过载而破坏。

面外负泊松比可调

通过改变六边形边长l、偏移角α和层间距h,可以大范围调节三个正交方向上的负泊松比,为不同变形需求提供灵活设计空间。

可集成进变形机翼

与形状记忆合金(SMA)蒙皮结合时,通过功能梯度设计可实现翼型轮廓的可控局部变形,验证了其在自适应航空结构中的应用潜力。

应用场景