具有可调热膨胀和带隙特性的零泊松比双相弧形再入蜂窝结构

多功能超材料结构因其在复杂条件下的稳定性能，在航空航天工程中正成为关键技术。本研究基于引入双相弧形的双向再入蜂窝设计，提出了具有零泊松比的双相弧形再入蜂窝（DARH）。在周期性边界条件下，分析了DARH的机械和热变形模式的基本机制。通过布洛赫定理计算带结构和振动模式，并与传输损失曲线进行验证，同时通过振动模式分析阐明带隙形成机制。实验单轴压缩和振动传输测试验证了有限元模拟的准确性。进一步研究了弧角、弧半径、材料比例和壁厚等参数对超材料结构的热机械变形行为和带隙演变的影响。参数分析表明，DARH能够实现从近零到−47.81的可调等效热膨胀系数。在振动控制方面，目标范围内的最大总带隙宽度达到10218.83 Hz，广泛的带隙覆盖范围从731.52到18000 Hz可以通过材料组合和参数调整实现。本研究为设计多功能集成超材料结构提供了宝贵的见解。