亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Damage-programmable design of metamaterials achieving crack-resisting mechanisms seen in nature

材料科学 断裂力学 灾难性故障 超材料 电磁屏蔽 损伤容限 复合材料 增韧 偏转(物理) 结构工程 计算机科学 韧性 光电子学 复合数 工程类 物理 光学
作者
Zhenyang Gao,Xiaolin Zhang,Yi Wu,Minh‐Son Pham,Yang Lü,Cunjuan Xia,Haowei Wang,Hongze Wang
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:15 (1) 被引量:15
标识
DOI:10.1038/s41467-024-51757-0
摘要

The fracture behaviour of artificial metamaterials often leads to catastrophic failures with limited resistance to crack propagation. In contrast, natural materials such as bones and ceramics possess microstructures that give rise to spatially controllable crack path and toughened material resistance to crack advances. This study presents an approach that is inspired by nature's strengthening mechanisms to develop a systematic design method enabling damage-programmable metamaterials with engineerable microfibers in the cells that can spatially program the micro-scale crack behaviour. Machine learning is applied to provide an effective design engine that accelerate the generation of damage-programmable cells that offer advanced toughening functionality such as crack bowing, crack deflection, and shielding seen in natural materials; and are optimised for a given programming of crack path. This paper shows that such toughening features effectively enable crack-resisting mechanisms on the basis of the crack tip interactions, crack shielding, crack bridging and synergistic combinations of these mechanisms, increasing up to 1,235% absorbed fracture energy in comparison to conventional metamaterials. The proposed approach can have broad implications in the design of damage-tolerant materials, and lightweight engineering systems where significant fracture resistances or highly programmable damages for high performances are sought after.
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
文静的剑心完成签到,获得积分10
刚刚
matthieuss327发布了新的文献求助80
25秒前
魔幻雪兰完成签到,获得积分10
27秒前
烨枫晨曦发布了新的文献求助10
30秒前
七叶花开完成签到 ,获得积分10
40秒前
冰西瓜完成签到 ,获得积分0
45秒前
幽默的萍完成签到,获得积分10
55秒前
慕青的应助被小航采纳,获得10
57秒前
1分钟前
科研通AI6.2的应助被kxlys3采纳,获得30
1分钟前
机智白竹发布了新的文献求助30
1分钟前
深情雪珊完成签到,获得积分10
1分钟前
机智的觅海完成签到,获得积分10
1分钟前
Criminology34的应助被科研通管家采纳,获得20
1分钟前
今夕何夕的应助被科研通管家采纳,获得10
1分钟前
今夕何夕的应助被科研通管家采纳,获得20
1分钟前
1分钟前
研友_VZG7GZ的应助被陈运行采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
陈运行发布了新的文献求助10
1分钟前
ledawang发布了新的文献求助10
2分钟前
guangzhui的应助被小松挂六万八采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
kxlys3发布了新的文献求助30
2分钟前
螺丝炒钉子完成签到,获得积分10
2分钟前
瘦瘦的映之完成签到,获得积分10
2分钟前
桐桐的应助被烨枫晨曦采纳,获得10
2分钟前
烨枫晨曦完成签到,获得积分10
2分钟前
jianghu发布了新的文献求助10
2分钟前
Orange的应助被jianghu采纳,获得10
2分钟前
科研通AI6.2的应助被kxlys3采纳,获得80
3分钟前
3分钟前
和谐早晨完成签到,获得积分10
3分钟前
自然的绮山完成签到,获得积分10
3分钟前
jianghu发布了新的文献求助10
3分钟前
jianghu完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
打打的应助被WFK采纳,获得10
3分钟前
Criminology34的应助被科研通管家采纳,获得10
3分钟前
Criminology34的应助被科研通管家采纳,获得10
3分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Organizational Behavior 510
Arbitrage Theory in Discrete and Continuous Time 500
English Longitudinal Study of Ageing: Waves 0-11, 1998-2024 300
2026-2030年中國基因檢測行業市場前瞻與未來投資戰略分析報告 300
Geschichtliche Grundbegriffe (GGB), Band 5: Pro–Soz 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 化学工程 内科学 物理 生物化学 复合材料 催化作用 细胞生物学 人工智能 心理学 无机化学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7828284
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9353420
关于积分的说明 20573150
捐赠科研通 7421178
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3335795
关于科研通互助平台的介绍 2480640
邀请新用户注册赠送积分活动 2356270