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摘要:
当前手性蜂窝结构的研究除了关注结构本身所用材料以外,通过改变单元内部拓扑组合以提升力学性能成为绝大部分研究的重点,而大部分现有的手性蜂窝结构中都存在既会带来更大的结构刚度、同时也会增加整体结构重量的刚性大中心节点。针对现状,本文提出了一种易变形、延展性好的新型四手性细胞结构,通过能量法理论推导了梁结构力学性能的数值解,并用有限元方法进行了数值验证。通过参数分析,讨论了该结构的力学性能。结果表明:该负泊松比结构具有优异的力学表现,等效弹性模量低至10−6,且拥有最低为−5.5的大拉剪耦合系数范围。其等效弹性模量最低仅有V型梁结构的10%,等效剪切模量低于ATCS结构2个数量级;力学性能调节范围也接近于ATCS的1.5至2倍。作为一种新型手性结构,更低的等效弹性模量与范围更广的拉剪耦合系数在航空航天、船舶、医疗等领域有着巨大的应用潜力。