板块状拓扑相互锁结构的挠曲极限
摘要：板状拓扑交锁结构 (TIS) 是通过几何排列交锁块实现稳定性和承载能力的结构组件，仅依靠正常力和摩擦力进行载荷传递。与像梁状 TIS 不同，其挠度从不超过块的高度，板状 TIS 的挠度通常会超过。然而，板状 TIS 的挠度上限，也就是定义载荷能量容量的重要参数，尚未被探索。在本文中，我们确立了板状 TIS 挠度容量的理论上限，并概述了一种系统化的设计策略来接近这个上限。这个策略基于工程化的接触界面，使得非中心块更加参与结构响应，导致更全局和整体化的变形模式，挠度更大。我们在一个典型的板状 TIS 数值案例研究中展示了这种策略的应用。我们表明，它导致了350%的挠度增加，得出的数值比之前文献报道的更接近上限。我们还展示了所得到的挠度模式能够均衡地参与所有块，避免局部滑动模式，并且类似于整体等效体的挠度模式。最后，我们表明这个策略不仅最大化了组件的挠度容量，还增加了其载荷能量容量。
作者：Silvan Ullmann, David S. Kammer, Shai Feldfogel
论文ID：2307.00918
分类：Soft Condensed Matter
分类简称：cond-mat.soft
提交时间：2023-07-04