Self-adaptive mechanical metamaterials (SMM) using shape memory polymers for programmable postbuckling under thermal excitations
Self-adaptive mechanical metamaterials (SMM) using shape memory polymers for programmable postbuckling under thermal excitations
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使用形状记忆聚合物实现热激励下可编程后屈曲的自适应机械超材料 (SMM)
DOI：
10.1016/j.compstruct.2020.113053
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发表时间：
2021-01
影响因子：
6.3
通讯作者：
Yiwei Xie
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Pengcheng Jiao;Tao Chen;Yiwei Xie
在此，我们利用形状记忆聚合物（SMPs）开发了自适应机械超材料（SMM），以获得热激励下的可编程热-机械响应。将SMM的广义分数粘弹性模型扩展到具有任意波纹模式的力学超材料，并获得有效材料特性（即有效杨氏模量），用于SMM的理论表征。利用修正的耦合应力理论，建立了热激励下SMM自适应热力学响应（即后屈曲响应）的理论模型。对有效弯曲刚度和温度灵敏度的可调性进行了参数化研究。该模型为开发具有可编程自适应温度触发响应的机械超材料的性能提供了一种有希望的策略，并且与以往的研究相比，所报道的理论模型为预测和操纵热机械传感装置等先进技术设备的自适应机械响应提供了有效的方法。
Here, we develop the self-adaptive mechanical metamaterials (SMM) using shape memory polymers (SMPs) to obtain the programmable thermo-mechanical response under thermal excitations. The generalized fractional viscoelastic model of SMPs is expanded to the mechanical metamaterials with arbitrary corrugation patterns, and the effective material properties (i.e., effective Young’s modulus) are obtained for the theoretical characterization of the SMM. Theoretical models are developed to investigate the self-adaptive thermo-mechanical response (i.e., postbuckling response) of the SMM under thermal excitations using the modified couple stress theory. Parametric studies are carried out to investigate the tunability of the effective bending stiffness and temperature sensitivity. The SMM provide a promising strategy to exploit the performance of the mechanical metamaterials for temperature-triggered response with programmable self-adaption, and the reported theoretical models, comparing with the previous study, offer an effective approach to predict and maneuver the self-adaptive mechanical response for advanced technological devices, such as thermo-mechanical sensing devices.
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影响因子：
4
作者：
S. Basu;M. Francoeur
通讯作者：
S. Basu;M. Francoeur
DOI：
10.1016/j.ijsolstr.2017.08.014
发表时间：
2017-12
影响因子：
3.6
作者：
Pengcheng Jiao;W. Borchani;N. Lajnef
通讯作者：
Pengcheng Jiao;W. Borchani;N. Lajnef
影响因子：
5.3
作者：
Wang H;Ning X;Li H;Luan H;Xue Y;Yu X;Fan Z;Li L;Rogers JA;Zhang Y;Huang Y
通讯作者：
Huang Y
影响因子：
7.3
作者：
H. Zhang;Xiaoyun Xie;Yiwei Xie;C. Wang;P. Jiao
通讯作者：
H. Zhang;Xiaoyun Xie;Yiwei Xie;C. Wang;P. Jiao
形状记忆聚合物的新型分数粘弹性本构模型
影响因子：
--
作者：
Pan, Zhouzhou;Liu, Zishun
通讯作者：
Liu, Zishun