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三维像素力学超材料设计及思考

作者:   已浏览:333次 更新日期:2019-12-05

2019年129日,星期一,1:30 PM

绣山工程大楼208室

报告人:陈玉丽教授

北京航空航天大学

摘要力学超材料能够超越构成材料的本征性质,具备天然材料无法达到的超常力学性能,因此备受关注。力学超材料的性能主要取决于人工设计的微观结构,然而目前的设计中微观单元相互连接、彼此制约,限制了局部变形能力。为了突破这一变形限制,我们仿照刺猬背刺的阵列结构,提出了一种力学像素阵列的超材料设计策略。通过调整阵列中多稳态力学像素的高度(长度)可以形成和重构超材料的三维形态,类似于通过调整像素颜色来控制屏幕上图像的显示。该策略充分释放了内部微观单元的变形自由度,可以实现无剪切应力的局部大变形,实现指数级增强的力学可编程性和形状可重构性。同时,利用多稳态单元可恢复的能量耗散特性和阵列的形状适应性,该超材料具有优异的可重复使用的冲击防护能力。更为重要的是,力学像素变形相互独立,材料宏观力学性能可通过各像素性能叠加来估计,因此大大简化了力学性能的设计和预测过程,实现了超材料的积木化设计。该材料设计策略还可用于设计多种新型材料和结构。

陈玉丽北京航空航天大学教授、博导。2003年于北京航空航天大学工程力学专业获得学士学位,2008年于清华大学固体力学专业获得博士学位,2008年至2011年在美国俄亥俄州立大学从事博士后研究,2011年回国在北京航空航天大学航空学院任教。陈玉丽教授主要从事多尺度复合材料力学、新型材料设计等方面的研究,目前已在JMPSIJSSAdv. Mater.Compos. Sci. Technol.等国际期刊上发表SCI论文50余篇。2013年入选教育部新世纪优秀人才支持计划,2016年获得国家优秀青年科学基金,2017年入选青年。

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三维像素力学超材料设计及思考
作者: 已浏览:次 更新日期:2019-12-05

2019年129日,星期一,1:30 PM

绣山工程大楼208室

报告人:陈玉丽教授

北京航空航天大学

摘要力学超材料能够超越构成材料的本征性质,具备天然材料无法达到的超常力学性能,因此备受关注。力学超材料的性能主要取决于人工设计的微观结构,然而目前的设计中微观单元相互连接、彼此制约,限制了局部变形能力。为了突破这一变形限制,我们仿照刺猬背刺的阵列结构,提出了一种力学像素阵列的超材料设计策略。通过调整阵列中多稳态力学像素的高度(长度)可以形成和重构超材料的三维形态,类似于通过调整像素颜色来控制屏幕上图像的显示。该策略充分释放了内部微观单元的变形自由度,可以实现无剪切应力的局部大变形,实现指数级增强的力学可编程性和形状可重构性。同时,利用多稳态单元可恢复的能量耗散特性和阵列的形状适应性,该超材料具有优异的可重复使用的冲击防护能力。更为重要的是,力学像素变形相互独立,材料宏观力学性能可通过各像素性能叠加来估计,因此大大简化了力学性能的设计和预测过程,实现了超材料的积木化设计。该材料设计策略还可用于设计多种新型材料和结构。

陈玉丽北京航空航天大学教授、博导。2003年于北京航空航天大学工程力学专业获得学士学位,2008年于清华大学固体力学专业获得博士学位,2008年至2011年在美国俄亥俄州立大学从事博士后研究,2011年回国在北京航空航天大学航空学院任教。陈玉丽教授主要从事多尺度复合材料力学、新型材料设计等方面的研究,目前已在JMPSIJSSAdv. Mater.Compos. Sci. Technol.等国际期刊上发表SCI论文50余篇。2013年入选教育部新世纪优秀人才支持计划,2016年获得国家优秀青年科学基金,2017年入选青年。

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