Il-kollass katastrofiku ta 'materjali u strutturi huwa riżultat inevitabbli ta' reazzjoni katina ta 'ħsara lokali ristretta, minn ċeramika solida li tipproduċi xquq żgħar għal għenieqed spazjali tal-metall, li malajr jiddiżintegraw wara li jiġu ffurmati xquq żgħar.

Fi studju ppubblikat din il-ġimgħa f'Materjali Avvanzati, inġiniera fl-Università ta 'Kalifornja, Irvine u l-Istitut tat-Teknoloġija tal-Ġeorġja ddeskrivew il-ħolqien ta' metamaterjali mekkaniċi ġodda li jistgħu ma jillokalizzawx id-deformazzjoni biex jipprevjenu l-falliment. Huma għamlu dan billi użaw Tensegrity (prinċipju ta 'disinn ta' seklu antik) li fih vireg riġidi iżolati ġew integrati f'xibka tal-ħabel flessibbli biex jipproduċu struttura ta 'rfid ħfief ħafna u li tissja waħedha.

Il-metamaterjal tat-tensjoni l-ġdid żviluppat minn riċerkaturi fl-UCI u l-Istitut tat-Teknoloġija tal-Ġeorġja juża elementi ta 'ċirku ta' kompressjoni iżolati li huma konnessi biss minn netwerk kontinwu ta 'membri tensili (enfasizzati fil-maġenta).

It-tim beda b'dijametru ta '950 nanometru u uża teknoloġija avvanzata ta' kitba diretta bil-lejżer biex jiġġenera ċelloli bażiċi b'daqsijiet bejn 10 u 20 mikron. Huma mmuntati f'ċelluli super ta 'tmien ċelluli, li jistgħu jiġu mmuntati ma' ċelloli oħra biex jiffurmaw struttura kontinwa. Imbagħad, ir-riċerkaturi wettqu mmudellar komputazzjonali u esperimenti tal-laboratorju, u osservaw li dawn l-istrutturi wrew imġieba ta 'deformazzjoni uniformi unika mingħajr stress eċċessiv lokali jew użu baxx.

It-tim ta 'riċerka wera li d-deformabilità tal-metamaterjal il-ġdid tiżdied b'25 darba, u r-rata ta' assorbiment tal-enerġija hija bosta ordnijiet ta 'kobor ogħla mill-aħħar arranġament tal-kannizzata.

Lorenzo Valdevit, ko-awtur anzjan ta 'Uren, professur tax-xjenza tal-materjali u l-inġinerija fl-UCI, qal li l-istrutturi tat-tensjoni ġew studjati għal għexieren ta' snin, speċjalment fil-kuntest tad-disinn arkitettoniku. Strutturi ta 'tensjoni reċentement ġew skoperti f'ħafna sistemi bijoloġiċi. Ftit snin ilu, il-ko-awtur tagħna, Julian Rimoli tal-Istitut tat-Teknoloġija tal-Ġeorġja, kunċettwalizzat biss kannizzati ta 'tensjoni perjodiċi xierqa fit-teorija, iżda permezz ta' dan il-proġett, aħna rrealizzajna dawn il-metamaterjali L-ewwel realizzazzjoni fiżika u dimostrazzjoni tal-prestazzjoni ta '.

Meta mqabbel maż-żewġ strutturi l-aħħar nanoskala l-oħra, il-kannizzata tat-tensjoni maħluqa mir-riċerkaturi tal-UCI u l-Istitut tat-Teknoloġija tal-Ġeorġja (ċentru) wera żieda ta '25 darba fid-deformabilità u żieda ta' ordni ta 'kobor fl-assorbiment tal-enerġija.

Waqt l-iżvilupp ta 'konfigurazzjoni strutturali għal lander planetarju, it-tim ta' riċerka tal-Istitut tat-Teknoloġija tal-Ġeorġja skopra li vettura bbażata fuq it-tensjoni tista 'tiflaħ deformazzjoni severa jew buckling tal-komponenti individwali tagħha mingħajr ma tiġġarraf, li qatt ma nstabet fi strutturi oħra. .

Il-Professur tal-Inġinerija Aeronawtika tal-Istitut tat-Teknoloġija tal-Ġeorġja Rimoli spjega: Dan tana l-idea li noħolqu metamaterjali bl-użu tal-istess prinċipji, li wassluna biex niskopru l-ewwel metamaterjal tat-tensjoni 3D li qatt sar.

Dan huwa possibbli permezz ta 'tekniki ġodda ta' manifattura ta 'addittivi. L-istrutturi tradizzjonali riġidi estremament ħfief u b'saħħithom ibbażati fuq irfid u lattices ta 'daqs mikron ġibdu ħafna interess mill-inġiniera minħabba li jistgħu jissostitwixxu oġġetti itqal fl-ajruplani, xfafar tat-turbini tar-riħ, u ħafna oġġetti oħra. Il-potenzjal tal-materja solida. Għalkemm dawn il-materjali avvanzati għandhom ħafna kwalitajiet mixtieqa, jistgħu, bħal kull tagħbija-filwaqt struttura, xorta jbatu ħsara katastrofika taħt kundizzjonijiet ta 'tagħbija żejda.

Ix-xjenzat ewlieni tar-riċerka tal-inġinerija mekkanika u aerospazjali tal-UCI Jens Bauer spjega li f'materjali nanostrutturati familjari, in-nuqqas normalment jibda b'deformazzjoni lokalizzata ħafna. Shear bands, xquq tal-wiċċ u buckling ta 'ħitan u pilastri f'żona waħda jistgħu jikkawżaw reazzjoni katina, li twassal għall-kollass tal-istruttura kollha.

Spjega li meta l-membru tal-kompressjoni mexxa, il-kannizzata tal-irfid bdiet tiġġarraf minħabba li l-irfid taħt tensjoni ma setax iġorr. Normalment, dawn il-partijiet huma interkonnessi f'nodi komuni, li jfisser li fil-każ ta 'falliment, il-ħsara tinfirex malajr madwar l-istruttura.

B'kuntrast, il-membri tal-kompressjoni tal-istruttura tat-tensjoni jiffurmaw ċirku magħluq li huwa iżolat minn xulxin u konness biss mill-membru tat-tensjoni. Għalhekk, l-instabilità tal-membri tal-kompressjoni tista 'tiġi propagata biss permezz tal-mogħdija tat-tagħbija tat-tensjoni, u jekk ma jinkisrux, ma jesperjenzawx instabbiltà. Imbotta u iġbed is-sistema tat-tensjoni 'l isfel, u l-istruttura kollha hija kkompressata b'mod uniformi biex tevita ħsara lokali, inkella tikkawża ħsara katastrofika.

Skont Valdevit, li huwa wkoll professur tal-inġinerija mekkanika u aeronawtika fl-UCI, il-metamaterjali tat-tensjoni juru reżistenza bla preċedent għall-qerda, assorbiment ta 'enerġija estremament għolja, deformabilità u saħħa, u jaqbżu t-tipi l-oħra kollha. L-aħħar kostruzzjoni ħafifa.

Din ir-riċerka tipprovdi pedament importanti għad-disinn ta 'sistemi ta' inġinerija avvanzati, minn sistemi ta 'protezzjoni tal-impatt li jistgħu jerġgħu jintużaw għal strutturi adattivi li jifilħu t-tagħbija.

Rabta ma 'dan l-artikolu ：Metamaterjali tat-tensjoni ultra-ħfief, reżistenti għall-pressjoni, id-deformabilità żdiedet b'25 darba 

Dikjarazzjoni tal-Istampar mill-Ġdid: Jekk ma jkunx hemm struzzjonijiet speċjali, l-artikoli kollha fuq dan is-sit huma oriġinali. Jekk jogħġbok indika s-sors għall-istampar mill-ġdid: https: //www.cncmachiningptj.com/，grazzi！

PTJ® jipprovdi firxa sħiħa ta 'Preċiżjoni tad-Dwana kina bil-magni cnc servizzi.ISO 9001:2015 &AS-9100 iċċertifikat. Manifattur tal-magni fuq skala kbira ta 'basktijiet mediċi, li jipprovdu disinn 3D, prototip u servizzi ta' kunsinna globali. Joffri wkoll kaxxetti iebsin, EVA semi-iebes, kaxex meħjuta artab, boroż u aktar għall-OEMs. Il-każijiet kollha huma magħmula apposta skond l-ispeċifikazzjonijiet b'kombinazzjonijiet infiniti ta ' materjali, forom, bwiet, loops, żippijiet, mankijiet, logos u aċċessorji. Għażliet kontra x-xokk, reżistenti għall-ilma u favur l-ambjent. Partijiet mediċi, rispons ta' emerġenza, Partijiet elettroniċi, korporattiva, edukazzjoni, militari, sigurtà, sports, barra u industriji tal-kostruzzjoni. Is-servizzi jinkludu konsultazzjoni tal-kunċett tal-każ, disinn 3D, prototipi, rototyping,Tħaffir CNC Servizzi u manifattura.Għidilna ftit dwar il-baġit tal-proġett tiegħek u l-ħin tal-kunsinna mistenni. Aħna ser nistrateġizzaw miegħek biex nipprovdu l-aktar servizzi kost-effettivi biex jgħinuk tilħaq il-mira tiegħek, Inti mistieden tikkuntattjana direttament ( sales@pintejin.com ).