Twist, Recover, Repeat: Helical Tensegrity Metamaterials with Compression‐Torsion Coupling, Negative Dissipation, and Programmable Energy Response

超材料 张拉整体 材料科学 消散 刚度 压缩(物理) 非线性系统 动态范围压缩 结构工程 缩进 圆柱 还原(数学) 航空航天 复合材料 机械能 声学 能量(信号处理) 纳米尺度 易熔合金 机械工程 立方体(代数) 惯性参考系 顺应机制 电阻式触摸屏 恢复力
作者
Jianwei Sun,Haoran Zhang,Meiling Zhang,Guangsheng Song,Yuyang Wei,Jinkui Chu,Luquan Ren
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:36 (13) 被引量:3
标识
DOI:10.1002/adfm.202516110
摘要

Abstract Inspired by the double‐helical geometry of DNA, helical tensegrity‐based mechanical metamaterials with complementary left‐ and right‐handed four‐bar units that enable compression‐torsion coupling, nonlinear stiffness, and structural adaptability is presented. Under quasi‐static loading, the unit cell exhibited distinct coupled axial compression and torsional deformation, along with nonlinear force‐displacement and angle‐displacement responses. The unit cell demonstrated exceptional self‐recovery and fatigue resistance, with only 5.6% stiffness reduction after 10 000 compression cycles. At high compression rates (300–500 mm min −1 ), negative energy dissipation occurs, where the unloading forces exceed the loading forces owing to geometry‐driven inertial rebound. Multi‐cell assemblies exhibit a negative Poisson's ratio of ≈−1, quasi‐isotropic response, and programmable stiffness tuned via geometric parameters such as rod inclination and cable length. Impact and indentation tests confirmed high‐energy absorption and rapid shape recovery within ≈70 ms, with load‐sharing effects enhancing the local strength by up to 47%. This bioinspired architecture integrated geometric intelligence with mechanical functionality to create a reusable impact‐resistant metamaterial platform for wearable protective, robotic, and aerospace systems.
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
APTX4869完成签到,获得积分10
刚刚
zhangxu发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
xuejiajia完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
fn完成签到,获得积分10
3秒前
11完成签到 ,获得积分10
3秒前
Ldh完成签到,获得积分10
3秒前
田様的应助被小米爱科研314采纳,获得10
4秒前
平常的过客完成签到,获得积分10
4秒前
xb发布了新的文献求助10
5秒前
ddiou发布了新的文献求助10
5秒前
传奇3的应助被微笑的初夏采纳,获得10
6秒前
FF完成签到 ,获得积分20
6秒前
LL发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
兔兔发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
小蘑菇的应助被义气的白晴采纳,获得10
10秒前
青年才俊发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
无花果的应助被rice0601采纳,获得10
13秒前
雀跃完成签到 ,获得积分10
13秒前
14秒前
LL完成签到 ,获得积分10
16秒前
优美的一刀完成签到,获得积分10
16秒前
Ssyong完成签到 ,获得积分10
16秒前
16秒前
zzzz发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
18秒前
xukaixuan001完成签到,获得积分10
18秒前
噼里啪啦冲冲子完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
19秒前
19秒前
20秒前
20秒前
111发布了新的文献求助10
21秒前
xing_xing的应助被Tictor采纳,获得20
23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
拉伸高分子熔体中缠结行为的模拟和小角中子散射研究 1080
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
Cellulose and Cellulose Derivatives: Synthesis, Modification and Applications 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8143508
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9542931
关于积分的说明 21654782
捐赠科研通 7728876
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3422053
关于科研通互助平台的介绍 2547404
邀请新用户注册赠送积分活动 2464899