Bamboo-inspired, simulation-guided design and 3D printing of light-weight and high-strength mechanical metamaterials

超材料 材料科学 各向同性 比强度 桁架 复合材料 纳米技术 结构工程 光电子学 光学 复合数 工程类 物理
作者
Zhibing Zhang,Lei Zhang,Bo Song,Yonggang Yao,Yusheng Shi
出处
期刊:Applied Materials Today [Elsevier BV]
卷期号:26: 101268-101268 被引量:98
标识
DOI:10.1016/j.apmt.2021.101268
摘要

Mechanical metamaterials, consisted of periodic arrangements of struts, exhibit excellent specific mechanical properties (kN•m/kg) and are of importance for aerospace applications, lightweight construction, bone implants, and energy absorption. However, current mechanical metamaterials are still falling far behind many biological architectures. On the other hand, biological materials often lack design flexibility and controllable structures, and mechanical performances. Here, inspired by the strong and ductile bamboo with a hollow architecture, we constructed three face-centered cubic (FCC) lattice-based mechanical metamaterials via selective laser melting of Ti-6Al-4 V with high fidelity. Guided by the numerical simulation, these biomimetic structures can be easily tailored through tuning the outer and inner (hollow) diameters with widely adjustable performances, resulting in a high compressive specific strength (87.19 kN•m/kg) at a low density (1.25 g/cm3) without losing isotropy in the octet-truss configuration (di=0.59 mm, do=1.10 mm). Our study, therefore, provides a biomimetic strategy to realize simultaneously light-weight and high-strength mechanical metamaterials with a hollow topology.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
肉肉完成签到 ,获得积分10
刚刚
1秒前
嘟嘟52edm完成签到,获得积分10
1秒前
康宝荣完成签到,获得积分10
1秒前
Muhammad发布了新的文献求助10
3秒前
5秒前
htt完成签到 ,获得积分10
5秒前
爱是无限大完成签到,获得积分0
5秒前
7秒前
摸鱼仙人完成签到,获得积分10
9秒前
zhaoqing完成签到,获得积分10
10秒前
领导范儿应助想养一只猫采纳,获得10
10秒前
英俊的铭应助kk采纳,获得10
10秒前
11秒前
11秒前
bkagyin应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
烟花应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
大个应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
11秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
完美世界应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
852应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
星辰大海应助好了采纳,获得10
12秒前
Jasper应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
畔畔应助科研通管家采纳,获得30
12秒前
12秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
李爱国应助科研通管家采纳,获得30
12秒前
12秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Lewis’s Child and Adolescent Psychiatry: A Comprehensive Textbook Sixth Edition 2000
Wolffs Headache and Other Head Pain 9th Edition 1000
Continuing Syntax 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 510
荧光膀胱镜诊治膀胱癌 500
First trimester ultrasound diagnosis of fetal abnormalities 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6224116
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8049443
关于积分的说明 16780635
捐赠科研通 5308347
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2827862
邀请新用户注册赠送积分活动 1805765
关于科研通互助平台的介绍 1664920