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음의 강성을 갖는 다기능 기계적 메타물질
대표 URL https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2020.108501
작성자 관리자 게시일 2021.07.09 조회수 492

음의 강성을 갖는 다기능 기계적 메타물질

 

일반적으로 변형이 클수록 받는 부하가 증가하고 받는 힘이 일정 수치를 넘어갈 경우 소성 변형이 발생하여 받는 힘이 사라짐에도 불구하고 원상태로 되돌아오지 못하게 된다. 반대로 변형이 증가됨에 따라 받는 부하가 증가하지 않고 유지되거나(제로 강성) 감소할(음의 강성) 경우 높은 신축성과 복원력을 구현해 낼 수 있다. 다양한 분야에서 응용될 수 있기에 이러한 제로 강성 또는 음의 강성을 구현하기 위한 기계적 메타물질에 대한 최신 연구들이 진행되고 있다. 충칭 대학의 Liming Chen 연구팀은 음의 강성을 갖는 기계적 메타구조를 제안했다. 제안된 구조는 원뿔 형상으로 중심축을 기준으로 단단한 물질과 소프트한 물질을 반경 방향으로 배열한 다층형 구조이다. 메타구조를 위쪽에서 누를 경우 변형이 증가하지만 주기적으로 부하가 감소하는 음의 강성 구간이 실험과 수치해석을 통해 확인하였다. 제안된 연구는 적은 힘으로 큰 변형율과 높은 복원율을 요하는 응용분야에서 활용될 것으로 기대된다.

 

출처: Chen, B., Chen, L., Du, B., Liu, H., Li, W., & Fang, D. (2021). Novel multifunctional negative stiffness mechanical metamaterial structure: Tailored functions of multi-stable and compressive mono-stable. Composites Part B: Engineering, 204, 108501.

[담당자: 이재화(jaehwalee@kimm.re.kr, 7462)]

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