فرامواد مکانیکی چیست؟
فرامواد مکانیکی، می‌توانند خواص فیزیکی و مکانیکی ویژه‌ای نسبت به مواد طبیعی از خود نشان دهند. خواص این مواد توسط هندسه سلول واحد تعیین می‌گردد. با تنظیم این سلول واحد می‌توان خواص منحصر به فردی در این مواد ایجاد کرد. انتخاب مواد در طراحی اجزاء و سیستم‌ها اهمیت زیادی دارد و نوع ماده مورد استفاده معمولا براساس خصوصیات مکانیکی آن انتخاب می‌شود. همچنین محدودیت خواص مواد در کاربردهای مختلف به طور مستقیم بر عملکرد و شکل طراحی تأثیر می‌گذارد. در صورت استفاده از مواد همگن، طراح به یک مجموعه مشخص از خواص مواد محدود خواهد شد. در مقابل خواص ساختارهایی با هسته تشکیل شده از فرامواد سلولی، به هر دو عامل "خصوصیات مواد تشکیل دهنده" و "هندسه ساختار" بستگی دارد، بنابراین با تغییر هندسه ساختار می توان به دامنه وسیعی از خواص مواد بدون تغییر ماده اصلی، دست پیدا کرد. به همین علت فرامواد، انعطاف بسیار بیشتری در طراحی داشته و می توان با استفاده از آن ها همزمان چند خواسته طراحی را برآورده کرد. با توجه به این انعطاف، این ساختارها در کاربردهای زیادی مانند پزشکی، فوتونی، حرارتی و آکوستیکی- ارتعاشاتی مورد استفاده قرار گرفته اند. یکی از حوزه هایی که هنوز به طور کافی مورد بررسی قرار نگرفته است، استفاده از این ساختارها در ساختمانها و خودروهاست به نحوی که صوت را در فرکانس های مشکل ساز کاهش دهند.
مواد آگزتیک: نمونه ای از مواد سلولی
موادی هستند که دارای ضریب پواسون منفی هستند. این مواد زمانی که تحت بارگذاری تک محوره کششی قرار می گیرند، در جهت جانبی به جای فشرده شدن، گسترش می یابند و در واقع در تمامی جهات افزایش طول خواهند داشت. در مقابل، تحت فشار نیز در تمامی جهات، از خود کاهش طول نشان می دهند. این ویژگی مواد آگزتیک سبب می شود که خواص منحصر به فردی از خود نشان دهند. از جمله: خواصی مانند مقاومت برشی بالا، مقاومت در برابر فروبرش زیاد و چقرمگی شکست مناسب. این خواص ویژه، موجب کاربردهای زیاد این مواد در زمینه‌های مختلفی از جمله پزشکی، حمل و نقل و هوافضا، جاذب‌های انرژی و میرایی ارتعاشات و آکوستیک شده است.
.png)
پروژه‌های مرتبط
- مدل تحلیلی برای تخمین شکاف نواری در صفحه‌های فرامادهی پیزوالکتریک
- تحلیل عددی افت انتقال صوت در فرامواد آگزتیک خرپایی
- شبیه‌سازی رفتار استاتیکی و ارتعاشی لوله‌های دارای ساختار آگزتیک با استفاده از روش اجزاء محدود
- برداشت انرژی الکتریکی از مواد آگزتیک به همراه وصله پیزوالکتریک به روش اجزا محدود
- بررسی مقاومت ضربه ای پانل های ساندویچی با هسته آگزتیک