近日，我院赵宏伟教授、马志超教授团队在力学超材料原位测试的研究方面取得进展，成果发表于国际期刊Small,并以封面扉页论文(Frontispiece)形式进行高亮推荐。吉林大学为该论文的第一完成单位。
图1 取题于《西游记》的中国风扉页 (无期刊徽标版)
晶格结构由节点和支柱阵列而成，以其轻量化和独特的机械变形行为而闻名。先前关于晶格结构的研究表明，失效通常源于应力集中点，并迅速蔓延至整个材料，从而导致坍塌失效，整个过程类似于金属晶体缺陷处的损伤累积。据此，研究小组利用晶体材料中发现的析出强化机制，通过有限元法在应力集中点战略性地放置强化单元，旨在偏转原始的失效路径。除受晶体结构启发的结构设计之外，基础材料固有的微观结构在塑造宏观晶格的力学性能方面同样发挥着至关重要的作用。因此，研究小组提出了一种多尺度分层设计方法，为制造具备目标性能的工程材料提供了一系列设计概念。
图2 从金属材料的析出强化中汲取灵感，通过多尺度分层设计使晶格超材料具有裂纹偏转的特性，从而实现材料的力学性能增强
相关论文以“Crack-Deflecting Lattice Metamaterials Inspired by Precipitation Hardening”为题在线发表在国际期刊Small上。机械与航空航天工程学院博士生佟帅为论文的第一作者，马志超教授为论文的通讯作者，任露泉院士、闫楚良院士和赵宏伟教授给予了理论指导和技术支持。
论文链接: https://doi.org/10.1002/smll.202406042
