機械工学：逐次的メタマテリアルにおける塑性を利用した理想的な衝撃吸収性

メカニカルメタマテリアルは、低密度での高い剛性、高度なエネルギー吸収、形状モーフィング、逐次的変形、オーセチック性、ロバストな導波などの興味深い特性を示す。これまで、メタマテリアルの設計は主として幾何形状に頼っており、粘弾性、破壊、塑性といった材料非線形は大抵、設計原理から外されてきた。実際、塑性変形は従来、破壊モードと見なされ、慎重に回避されてきた。今回我々は、塑性を回避するのではなく活用して、塑性と座屈不安定性の微妙なバランスを発見し、これを「降伏座屈（yield buckling）」と名付けた。我々は、降伏座屈を利用して、耐荷重能力を維持しながら一連の任意の多段階を経て次々と座屈するメタマテリアルを設計した。そして、逐次的な降伏座屈を利用して、剛性と散逸性という通常は相いれない2つの特性を兼ね備えた、複数回使用可能なメタマテリアルを創成した。このように、我々のメタマテリアルは、優れた衝撃吸収性能を示す。今回の知見によって、メタマテリアルのツールボックスに塑性が追加され、メカニカルメタマテリアルが本格的な大量生産可能性を有する急成長技術となった。

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