层次材料和结构中卓越能量耗散的新概念
摘要：通过细长同心滑动柱的摩擦，我们提出了一种达到未达到耗散性能的新概念方法。我们从最简单的两个同心柱望远镜系统中寻找最佳拓扑结构。有趣的是，我们得出结论，最佳形状参数与材料无关且尺度不变。基于多尺度自相似重构，我们得到了一个理论上的最佳分数极限系统，其截面类似于经典的谢尔宾斯基三角形。最后，通过考虑完全平面镶嵌的可能性，我们完成了最佳构造。将单位体积耗散与弹性限制下的材料耗散进行直接比较，结果显示出巨大优势。这样的结果已在只有三个尺度精确修正的情况下实现，其耗散几乎相当于最佳分形限制的耗散的96％。我们还展示了在耗散后容易恢复原始配置的可能性，并且我们认为我们的示意系统在不同技术领域中可能具有有趣的可靠应用。有趣的是，我们的多尺度耗散机制让人想起在自然界中观察到的生物适应过程中类似策略，例如骨骼、珍珠层和蜘蛛丝的典型案例。尽管在这些生物系统中可能还有其他现象如非弹性行为和完全三维优化，但我们相信所提出的耗散机制和尺度不变性特性也可以洞察重要生物例子中观察到的分层结构。
作者：G. Puglisi, N. M. Pugno
论文ID：2305.09680
分类：General Physics
分类简称：physics.gen-ph
提交时间：2023-05-18