“研究团队开发新型机械超材料 超轻/防止变形”

根据盖世太保汽车的报道，盖世太保汽车的报道，加州大学欧文分校( university of california，irvine )和乔治亚理工大学) georgia institute of technology )。 他们采用了整个拉伸的做法，这是一种长达百年的历史设计做法，将孤立的刚性杆整合成灵活的系索网状结构，从而产生非常轻的自拉伸桁架结构。

(图像来源: icu )

研究小组从950纳米直径的部件开始，使用许多复杂的直接激光写入技术，生成了10-20微米之间大小的基本单元。 这些单元被构建为具有8个单元的超级单元，可以与其他单元形成连续结构。 其次，进行了计算建模和室内实验，注意到这些结构表现出独特的均匀变形行为，没有局部的过应力和采用不足。

该小组发现，新型超材料的变形度增加了25倍。 与最先进的网格排列相比，能量吸收能力呈级数增加。 研究人员lorenzo valdevit说:“几十年来，关于拉伸整体结构的研究正在进行。 几年前，乔治亚理工大学的julian rimoli教授从理论上提出了恰当的周期张力整体网格概念。 通过这个项目，我们首次实际开发了这些超材料，并进行了性能演示。 ”

在为行星着陆器开发结构布局时，乔治亚理工大学的团队发现，基于整个拉力的飞机能够承受各个部件的大幅变形和弯曲，不会崩溃。 这是其他结构没有注意到的。 研究人员rimoli教授说:“我们有这样利用同样的原理制造超材料的想法，发现了第一种3d拉伸材质。”

通过创新添加剂制备技术，超轻、坚固的传统结构基于微米级桁架和网格，在飞机、风力涡轮叶片和其他许多应用中，有替代重型固体物质的潜力，备受工程师们的关注。 这些先行材料具有优良的特征，但和其他重量结构一样，过载时容易破损。 主要研究人员jens bauer说:“在常见的纳米结构材料中，故障一般从高度的局部化变形开始。 剪切带、表面龟裂以及某个区域出现的墙体和支柱弯曲时，会发生连锁反应，导致整个结构崩溃。 ”受压部件弯曲后，拉伸部件不动，桁架的网格开始破碎。 通常，这些部件通过公共节点相互连接，如果其中一个发生故障，则可能会迅速传播到整个结构。

相反，拉伸整体结构的受压构件形成闭环，相互隔离，仅通过拉伸构件连接。 在这种情况下，受压构件的不稳定性只能通过拉伸载荷路径传播。 如果它们不断裂，就不会表现出不稳定性。 向下推整个张力系统，整个结构被均匀压缩，防止局部损坏，不引起故障。

据uci研究人员valdevit介绍，整个张力的超材料表现出前所未有的耐故障性、极端的能量吸收、变形度和强度，超过了所有其他类型的先进轻型结构。 “这项研究为设计先进的工程系统提供了重要的基础，包括可重复使用的冲击保护系统和自适应承重结构。 ”