계층 구조 곡선 별 격자 메타물질의 압축 성능 향상

음의 푸아송 비를 특징으로 하는 옥세틱 메타물질은 기존 셀룰러 구조에 비해 뛰어난 기계적 이점을 제공하며, 첨단 에너지 흡수(EA) 응용 분야에 이상적입니다. 본 연구는 압축 하중 하에서 기계적 성능을 향상시키기 위해 별 모양의 기본 형상에 점진적인 설계 전략을 적용했습니다. 본 연구의 독창성은 응력 집중을 줄이기 위해 날카로운 모서리 별 모양을 곡선 별 모양으로 변환하고, 종방향 및 횡방향 보강 부재 추가 및 공유 리가먼트의 선택적 제거를 통해 기본 단위 셀을 단계적으로 계층적으로 재설계한 데 있습니다. 5가지 고유한 격자 형상을 설계하고 적층 제조 방식으로 제작했습니다. 이 샘플들의 기계적 거동은 Santam STM-150 만능 시험기를 사용하여 준정적 압축 하중 하에서 실험적으로 평가되었습니다. 분석은 공칭 응력-변형률 곡선, EA, 비에너지 흡수(SEA) 및 변형률에 따른 푸아송 비의 변화를 기반으로 수행되었습니다. 시험된 시편에서 형상 2~5의 측정된 SEA 값은 기준 곡선 별 형상(형상 1)에 비해 각각 69.65%, 196.24%, 126.08%, 102.87% 증가했습니다. 또한, 모든 수정된 형상은 기본 형상보다 더 높은 최대 힘 값을 보였습니다. 이러한 결과는 계층적 보강과 선택적 라인 제거가 시험된 곡선 별 격자의 준정적 압축 응답 및 EA를 크게 개선할 수 있음을 시사합니다. 이는 향후 고성능 에너지 흡수 구조 설계에 중요한 지침이 될 수 있습니다.