超轻、超硬的纳米纸板面板：力学分析、表征和设计原则
摘要：超轻超硬三明治板是为光能浮力应用而设计的，我们使用计算分析和微机械测试研究了其力学行为。这些三明治板由两个外层板连接而成，其中包括空心圆柱韧带以蜂巢形六边形图案排列的芯材。计算建模显示，与类似的篮织芯材三明治板相比，这些板具有更优异的弯曲刚度和抗屈曲性，并且其行为与Uflyand-Mindlin板理论相吻合。通过优化外层板厚度和韧带壁厚的比例，可以获得其弯曲刚度比同质量密度的实体板高五个数量级。借助可扩展的微制造工艺，我们展示了面积为3x3 cm^2，密度为20 kg/m^3的板的制作，仅需数小时。通过使用纳米压痕法弯曲微制造悬臂板，对这些板进行了微机械测试。实验测得的悬臂板弯曲刚度与计算结果非常吻合，证明了对微制造板的尺寸、形状和性能拥有精确控制能力。
作者：Jong-hyoung Kim, Lishuai Jin, Benjamin C. Schafer, Quan Jiao, Katia Bertoldi, David W. Keith, Joost J. Vlassak
论文ID：2211.02803
分类：Applied Physics
分类简称：physics.app-ph
提交时间：2023-02-27