【摘 要】
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近年来,超材料受到越来越多的关注。五模材料(pentamode materials, PM)作为一种超材料,具有近似于液体的弹性性质。本文通过改变五模结构的薄壁厚度和结构层数,对五模结构的
【机 构】
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State Key Laboratory of Materials Processing and Die and Mould Technology, Huazhong University of Sc
【基金项目】
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国家自然科学基金（51775208）;湖北省杰出青年科学基金（0216110085）;国家重点研发计划“增材制造与激光制造”（2016YFB1100101）;武汉青年科学技术晨光计划（0216110066）;华中科技大学前沿Author name et al./Engi青年团队（2017QYTD06,2018QYTD04）资助~~
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近年来,超材料受到越来越多的关注。五模材料(pentamode materials, PM)作为一种超材料,具有近似于液体的弹性性质。本文通过改变五模结构的薄壁厚度和结构层数,对五模结构的力学性能进行了有限元分析,以获得优异的承载能力。结果表明,随着厚度从0.15 mm增加到0.45 mm,五模结构的压缩模量增大,泊松比减小。随着层数的增加,五模结构的泊松比迅速增大,最终达到0.50~0.55的稳定值。五模结构中应力分布的仿真结果证实,在薄壁和配重单元的交界处存在应力集中。为了验证模拟的力学性能结果,采用选择性激光熔化(selective laser melting, SLM)方法制备了Ti-6Al-4V合金的五模结构试样,并对其力学性能(泊松比和弹性模量)进行了实验研究。数值计算结果与实验结果吻合较好。本文的工作有助于同时具有承载力和五模特性的五模结构的设计和开发。
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