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음의 푸와송비를 가지는 새로운 이차원 기계적 메타물질
대표 URL https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0927025619305312
작성자 관리자 게시일 2020.07.09 조회수 1,156

음의 푸와송비를 가지는 오그제틱 물질은 하중방향에 수직한 방향으로 독특한 탄성 응답을 가능하게 한다. 기존의 재료와 상충되게, 압축될 때 수축하고 신장될 때 팽창하게 된다. 따라서 음의 푸와송비를 가지는 오그제틱 구조는 다양한 응용분야에서 전단강성, 압입저항, 인성, 에너지 소산 능력, 음향 흡수 능력을 향상시키는데 유익하다. 현재 연구들은 주로 re-entrant, 키랄 형태, 직교 타원형 구멍 형태와 같이 기둥이 지배적인 미세구조 구현에 집중해왔다. 반면에, 호주국립대학교 Qing-Hua Qin 교수팀은 땅콩 형태의 구멍을 도입하여 새로운 이차원 오그제틱 미세구조를 설계하였다. 타원형 구멍 패턴을 가진 미세구조와 비교해서, 제안한 디자인은 약간 큰값의 음의 푸와송비를 만들 수 있고, 매우 낮은 응력 레벨을 구현할 수 있다. 땅콩 형태 구멍의 단위 셀들로 이루어진 샘플을 적층 가공기술을 이용해서 제작하였다. 특정 샘플에 대해 인장시험과 유한요소해석을 수행하여 제안한 디자인의 오그제틱 효과를 보여주었고, 동시에 계산 모델을 검증하였다. 마지막으로, 제안한 오그제틱 물질의 변형메커니즘을 보다 잘 이해하기 위해 푸와송비에 대한 몇가지 파라미터의 영향을 확인하였다.

출처: A novel two-dimensional mechanical metamaterial with negative Poisson’s ratio, Computational Materials Science, 171, 109232 (2020)

[담당자: 원세정(sjw@kimm.re.kr, 7899)]

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