多向拉胀折纸超材料的力学行为研究

作     者：邹凯 赵昌方 刘浩 刘洋佐 张克斌 ZOU Kai;ZHAO Changfang;LIU Hao;LIU Yangzuo;ZHANG Kebin

作者机构：南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 清华大学航天航空学院北京100084 中北大学机电工程学院山西太原030051 

基　　金：国家自然科学基金(12402458) 中国博士后科学基金(2024M751640) 国家资助博士后研究人员计划(GZC20231315) 黑龙江省重点研发计划(2023ZX07D03) 

出 版 物：《塑料科技》 (Plastics Science and Technology)

年 卷 期：2025年第53卷第1期

页      码：16-21页

摘      要：力学折纸超材料以折纸思想为基础,通过设计巧妙的特征结构来实现表观材料的特殊力学行为。为进一步融合折纸超材料和拉胀超材料的性能优势,受折纸范式启发设计一种多向的拉胀折纸超材料(AOMM)。基于静定结构承载变形机制,分析多向AOMM的负泊松比效应,建立相对密度、折叠效率、弹性等效本构以及载荷平台的理论模型,通过曲面响应揭示几何参数对多向AOMM折叠载荷的影响规律。采用热塑性聚氨酯(TPU)基材3D打印多向AOMM试件,通过准静态压缩实验进行变形、承载和吸能特性的分析。结果表明:TPU AOMM具有一定的形状恢复能力、负泊松比效应和稳定的吸能平台,平台门槛应变和相对密度的理论值与实验结果吻合较好。研究结果可为拉胀折纸超材料的设计和应用提供参考。

主 题 词：折纸超材料 拉胀超材料 负泊松比 等效力学 热塑性聚氨酯 

学科分类：08[工学] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 080102[080102] 0801[工学-力学类] 

D　O　I：10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.01.003

馆 藏 号：203157290...