具有负泊松比的超材料的双相拓扑优化
摘要：三维打印技术在制造具有特殊机械特性的超材料方面取得了最近的进展，但制造含有空腔的复杂形状并不容易。本研究优化了一种由两种材料组成、没有空腔的复合结构。此外，还开发了一种可以使用增材制造方法制造的具有负泊松比的机械超材料。首先，简要描述了一种表征复合结构性质的均质化方法。然后，构建了一个实现负泊松比的优化问题，并提出了一种基于水平集的拓扑优化方法来解决上述问题。接下来，提供了三维数值示例来验证所提出方法的有效性，并对优化设计的变形行为进行了数值检验。此外，使用3D打印机制造了一种包含具有负泊松比优化设计的样品，并进行了一些实验来评估其机械性能。
作者：Daichi Akamatsu, Yuki Noguchi, Kei Matsushima, Yuji Sato, Jun Yanagimoto, Takayuki Yamada
论文ID：2302.10552
分类：Applied Physics
分类简称：physics.app-ph
提交时间：2023-02-27