Архив номеров

Экспериментально исследовалась способность гибких метаматериалов, имеющих различную внутреннюю структуру на основе ячейки в виде шестиугольника, механически сопротивляться пробиванию жестким сферическим ударником. Образцы метаматериалов с хиральной и нехиральной внутренней структурой были изготовлены на 3D-принтере из гибкого TPU 95A пластика (термопластичного полиуретана), при этом основой для внутренней структуры метаматериала служили ячейки в виде выпуклого правильного шестиугольника или вогнутого шестиугольника с одной или с обеих сторон. Для данных трех типов метаматериалов были подготовлены образцы, близкие по массе, которые сравнивались по способности снижать кинетическую энергию ударников на скорости около 190 м/c при значениях температуры 16 и 25°С. Как для хиральных, так и для нехиральных образцов было установлено, что наиболее эффективными по сопротивлению пробиванию ударником при обеих температурах являются ауксетики (метаматериал с двояковогнутой шестиугольной ячейкой, re-entrant honeycomb structure). Наименьшее сопротивление оказывали образцы метаматериалов с сотовой структурой (с ячейкой в виде выпуклого шестиугольника, honeycomb structure). Метаматериал со структурой “елочка” (с шестиугольной ячейкой, вогнутой только с правой или с левой стороны, semi re-entrant honeycomb structure) показал промежуточный результат. Для такой структуры большее сопротивление наблюдалось у образцов, имеющих вогнутость ячеек по направлению движения ударника, а меньшее – при вогнутости против движения. При значении температуры 25°С все образцы оказывали большее сопротивление внедрению ударников, чем при 16°С. Отмечено, что во всех рассмотренных случаях хиральные образцы сопротивлялись лучше, чем не имеющие хиральности.