Исследование механизмов деформации двумерного метаматериала | Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2024. № 89. DOI: 10.17223/19988621/89/4

Исследование механизмов деформации двумерного метаматериала

Численно исследуются двумерный тетрахиральный метаматериал и влияние его структуры на механическое поведение. Изучено влияние изменения параметров хиральной структуры образца на его деформацию, напряжения и эффективные упругие свойства. Показано, что уменьшение объема базового материала в образце влечет уменьшение эффективного модуля Юнга. Выявлена: параметры структуры метаматериала, обеспечивающие ауксетические свойства. Наибольшее значение интегральной деформации, оцениваемой по отклонению образца из метаматериала от его исходного положения, замечено при рациональном соотношении длин элементов структуры.

Скачать электронную версию публикации

Загружен, раз: 12

Ключевые слова

механический метаматериал, одноосная деформация, хиральная структура, соотношение структура-свойства, метод конечных элементов, численное моделирование

Авторы

ФИО	Организация	Дополнительно	E-mail
Ахметшин Линар Ришатович	Томский государственный университет; Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения РАН	аспирант кафедры механики деформируемого твердого тела; младший научный сотрудник	akhmetshin.lr@gmail.com
Иохим Кристина Владимировна	Томский государственный университет; Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения РАН	аспирант кафедры механики деформируемого твердого тела; младший научный сотрудник	iokhim.k@mail.ru
Казанцева Екатерина Александровна	Томский государственный университет; Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения РАН	аспирант кафедры прочности и проектирования; младший научный сотрудник	kazantseva.ea@ispms.ru
Смолин Игорь Юрьевич	Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения РАН; Томский государственный университет	доктор физико-математических наук, доцент, главный научный сотрудник; профессор кафедры прочности и проектирования	smolin@ispms.ru

Всего: 4

Ссылки

Akhmetshin L.R., Smolin I.Yu. Influence of unit cell parameters of tetrachiral mechanical metamaterial on its effective properties // Nanoscience and Technology: An International Journal. 2020. V. 11 (3). P. 265-273.

Ахметшин Л.Р., Смолин И.Ю. Анализ некоторых методов соединения ячеек в механическом тетрахиральном метаматериале // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2022. № 77. С. 27-37.

Zheng B.-B., Zhong R.-C., Chen X., Fu M.-H., Hu L.-L. A novel metamaterial with tension-torsion coupling effect // Materials & Design. 2019. V. 171. Art. 107700.

Frenzel T., Kadic M., Wegener M. Three-dimensional mechanical metamaterials with a twist // Science. 2017. V. 358. P. 1072-1074.

Spadoni A., Ruzzene M. Elasto-static micropolar behavior of a chiral auxetic lattice // Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 2012. V. 60. P. 156-171. 10.1016/j.jmps. 2011.09.012.

Zhong R., Fu M., Chen X., Zheng B., Hu L. A novel three-dimensional mechanical metamaterial with compression-torsion properties // Composite Structures. 2019. V. 226. Art. 111232.

Goldstein R.V., Gorodtsov V.A., Lisovenko D.S., Volkov M.A. Thin Homogeneous Two-Layered Plates of Cubic Crystals with Different Layer Orientation // Physical Mesomechanics. 2019. V. 22 (4). P. 261-268.

Goldstein R.V., Gorodtsov V.A., Lisovenko D.S., Volkov M.A. Negative Poisson's ratio for cubic crystals and nano/microtubes // Physical Mesomechanics. 2014. V. 17 (2). P. 97-115.

Zheng X., Lee H., Weisgraber T.H., Shusteff M., De Otte J., Duoss E.B., Kuntz J.D., Biener M.M., Ge Q., Jackson J.A., Kucheyev S.O., Fang N.X., Spadaccini C.M. Ultralight, ultrastiff mechanical metamaterials // Science. 2014. V. 344. P. 1373-1377.

Gold V.Compendium of chemical terminology.International Union of Pure and Applied Chemistry, 2014. V. 528.

Eidini M. Zigzag-base folded sheet cellular mechanical metamaterials // Extreme Mechanics Letters. 2016. V. 6. P. 96-102.

Prall D., Lakes R.S. Properties of a chiral honeycomb with a poisson's ratio of -1 // Interna tional Journal of Mechanical Sciences. 1997. V. 39 (3). P. 305-314.

Sangsefidi A.R., Kadkhodapour J., Anaraki A.P., Dibajian S.H., Schmauder S. Повышение эффективности сбора энергии приборами на основе метаматериалов // Физическая мезомеханика. 2022. Т. 25, № 4. С. 106-121. 10.55652/1683-805X 2022 25 4 106.

Зелепугин С.А., Толкачев В.Ф., Тырышкин И.М. Анализ эффективности противоударной стойкости двух групп керамических и композитных материалов // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2022. № 80. С. 85-96.

Колубаев Е.А., Рубцов В.Е., Чумаевский А.В., Астафурова Е.Г. Научные подходы к микро-, мезо- и макроструктурному дизайну объемных металлических и полиметаллических материалов с использованием метода электронно-лучевого аддитивного производства // Физическая мезомеханика. 2022. Т. 25, № 4. С. 5-18.

Cummer S.A., Christensen J., Alu A. Controlling sound with acoustic metamaterials // Nature Reviews Materials. 2016. V. 1. Art. 16001.

Tan T., Yan Zh., Zou H., Ma K., Liu F., Zhao L., Peng Zh., Zhang W. Renewable energy har vesting and absorbing via multi-scale metamaterial systems for Internet of things // Applied Energy. 2019. V. 254. Art. 113717.

Schaedler T., Jacobsen A., Torrents A., Sorensen A., Lian J., Greer J., Valdevit L., Carter W.B. Ultralight metallic microlattices // Science. 2011. V. 334 (6058). P. 962-965.

Akhmetshin L.R., Iokhim K., Kazantseva E., Smolin I.Yu. Response evolution of a tetrachiral metamaterial unit cell under architectural transformations // Symmetry. 2022. V. 15, is. 1. 14 р.