手性力学超结构的本构建模

作     者：张梁 杜浩东 余文斌 Liang Zhang;Haodong Du;Wenbin Yu

作者机构：AnalySwift LLC West Lafayette IN 47906 USA School of Aeronautics and Astronautics Purdue University West Lafayette IN 47907-2045 USA 

基　　金：The authors would like to thank Dr. Bo Peng of Dassault Systemes Simulia Corp. for assistance with literature searching  Dr. Martin Wegener and Dr. Tobias Frenzel of Karlsruhe Institute of Technology for assistance with FE model creation  and Dr. Roderic S. Lakes of the University of Wisconsin-Madison for a fruitful discussion about the history of mechanical metamaterials at IUTAM Symposium Chicago 2018 

出 版 物：《Acta Mechanica Sinica》 (力学学报（英文版）)

年 卷 期：2023年第39卷第1期

页      码：179-198页

摘      要：手性力学超结构是由合理设计的非对称单胞周期性排列组成的.手性超结构能展现出拉扭耦合等非手性超结构所不具备的奇异力学性质.本文旨在将结构基因力学(MSG)这一通用的异质结构本构建模方法应用于手性超结构.基于MSG的欧拉-伯努利梁、基尔霍夫板、柯西连续介质模型被简要介绍并用于获得由手性立方单胞和/或缺肋单胞组成的一维(梁状)、二维(板状)、三维超结构的奇异性质.由缺肋单胞组成的三维超结构展现出尺寸无关剪切耦合而非一直以来被认为的拉胀性,且其剪切模量无法采用相框剪切试验直接测得.多种不同的梁状和板状超结构分别展现出拉扭、剪切、弯扭耦合等奇异性质.基于MSG的精细化数值实验可以降低超结构的制造、测试、仿真成本,指导实验数据分析,进而促进新型力学超结构的发现.

主 题 词：基尔霍夫 超结构 伯努利 连续介质模型 柯西 周期性排列 剪切模量 单胞 

学科分类：08[工学] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.1007/s10409-022-22342-x

馆 藏 号：203118215...