负泊松比材料由于具有不同于普通材料的独特性质,在很多方面具备了其他材料所不能比拟的优势,尤其是材料的物理机械性能有了很大的提高,如提高了材料的剪切模量、材料的抗缺口性能、抗断裂性能以及材料的回弹韧性。 另外,由于材料的泊松比影响到应力波的传输和反射,应力的消除和在裂纹附近...
常规材料的泊松比为正,例如橡胶(泊松比约0.5)拉伸时会变细,而负泊松比材料(如某些泡沫或蜂窝结构)则相反,拉伸时横向膨胀。这一特性源于材料内部特殊的微观结构设计,如铰链状或褶皱形单元,使其在受力时产生“拉胀”效应。当泊松比趋近于-1时,材料的切变模量显著提升,例如弹性模量为10MPa的材料,...
因此,可以通过追踪由Se原子为顶点组成的四面体的演化来理解负泊松比的行为。当应变沿着x方向施加时,会增加其相邻Cu原子之间的距离,诱发Se原子向下移动,导致角 θ 增加,促进了负泊松比行为的产生。同样,沿y 方向的应变诱导Se原子的向下运动,这导致Cu1...
如下图所示,当负泊松比材料受冲击载荷时,材料向冲击区域聚集变得更加致密,抵抗压痕的能力得到提高。传统材料则正好相反,轴向冲击载荷会使材料向两侧分离,硬度明显低于负泊松比材料。负泊松比材料的压痕阻力现象已经在大量的人工合成负泊松比材料中得到了证实,如聚合物和金属泡沫、纤维增强复合材料等。 能量吸收 与传统材料...
泊松比以法国著名数学家西蒙·泊松命名,定义为负侧向收缩应变与纵向伸长应变之比。一般认为,几乎所有材料都具有正泊松比,但近年来发现的一些具有特殊结构的材料具有负泊松比效应。负泊松比材料,即拉胀材料,是…
负泊松比材料是指泊松比小于零的材料,即横向变形后纵向会变长而不是收缩。实际上,大多数材料都具有正泊松比,负泊松比材料的存在令人惊讶,但它的出现对材料科学有着重要的意义。 负泊松比材料的应用 负泊松比材料有很多应用,尤其是在汽车、航空、建筑和机械制造等领域。 在汽车领域,负泊松比材料可用于制造吸震梁和减振...
负泊松比科研领域的建模有许多重复的过程,这会耗费比较多的时间。 我们希望科研人员能够提升建模的时间效率,把时间和精力放到材料属性和结构属性身上。 为此,我们研发了“负泊松比全家桶”的参数化建模桌面软件,用户只需要输入“胞元”各种参数,就可以一键生成一次压缩实验建模的Abaqus脚本、Ansys命令流等。 截至目前,我们...
单一材料的性能往往有限,而复合材料负泊松比结构通过多层级设计,实现了力学性能与功能性的完美融合。 1. 结构创新 内凹蜂窝结构:中国科学院上海硅酸盐研究所董绍明院士团队研发了一种具有负泊松比、高比强度、超弹性和高抗压强度的陶瓷基复合材料。该材料兼具负泊松比及高比强度特性,并可实现高温条件下隔热及电磁屏蔽多功...
负泊松比超材料是一种多孔结构材料,具备纵向拉伸横向膨胀或纵向压缩横向收缩的反常规变形机制,因此具有更低的弹性模量和更高的比强度,可以为人工骨的设计与开发拓展新空间。负泊松比超材料的结构类型主要有手性结构、内凹结构、 旋转刚体结构、穿孔板结构等,不同结构的变形机制不同,表现出不同的力学特性。ANDREA 等采...
从分子设计出发合成负泊松比材料少有报道。Evans于1991年用分子模拟技 术,利用分子内的自由体积,从几何结构出发,设计了一种可能产生NPR效应 的二维分子网络结构,提供了一个从分子水平裁剪泊松比的例子。1997年,Griffin 提出了一种基于主链型液晶高分子NPR材料的模型(Fig。1),随后又从理论 ...