8、未来的研究与展望:在本次研究之中,所有样品都是在 10-3s-1 标准应变速率之下进行测试。但是,加载时的应变速率会同时影响屈服强度和弹性模量。对于多孔金属而言,随着应变速率的增加,屈服强度的增幅通常远远大于弹性模量的增幅。因此,未来还需要在不同应变速率之下开展进一步的研究,以全面鉴定这些超材料的特性,从而形成不同的设计方案或设计准则。此外,目前所设计的多拓朴结构机械超材料的结构效率还有待进一步提高。而为了最大限度地提高结构效率,机械超材料结构中的每克材料,都应该在所预期的加载条件之下发挥最大的效率。因此在具备可打印性的前提之下,未来可以从以下四个方面着手:、
其一,使用矩形空心截面取代当前的实心薄板,并沿着主要加载方向重新分配节省下来的质量; 其二,考虑使用板厚不均的薄板拓扑结构; 其三,根据不同的加载条件,优化空心薄壁细杆的壁厚和外径; 其四,优化薄板机械超材料和空心薄壁细杆机械超材料这两个拓朴结构的相对体积分数。 同时,采用多尺度分析和建模,应该会有助于理解复杂结构的金属机械超材料力学响应的微观、介观和宏观尺度因素之间的关系,从而实现设计的进一步创新。
最后需要指出的是,随着激光粉末床打印技术的不断发展,以及更多高质量数据的涌现,生成式 AI 设计有望在未来金属超材料的设计中发挥关键作用。
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