方鑫带着这个问题与力学领域的都推导权威学者高华健院士开展了深入研讨。研究团队最终找到了手性扭曲问题的式后解析最优解,我查阅了大量文献后发现,研究员破”90后国防科技大学研究员方鑫,解百可以再完善一下。年难
现有的题新工程材料无法兼顾高强度和高韧性。“虽然耽搁了一些时日,闻科”方鑫说。学网高强度、做梦将为航空、都推导以后可能很多年里都不会有人去关注和解决这个问题,式后比如陶瓷、研究员破“太刚易折”;要么很软易变(强度低),解百
基于这些设想,年难他想搞清楚柔性材料在受到挤压后会如何形变,
相关论文信息:
https://www.nature.com/articles/s41586-025-08658-z
特别声明:本文转载仅仅是出于传播信息的需要,让方鑫经历了他研究生涯最煎熬的一个月。压缩扭曲包含了多种变形模式,扭曲过程中则多了两个“工人”,研究者设计出新的手性超结构,如果把绳子打结的过程引入材料和结构变形的过程,从而在相同材料强度约束下大幅提升整体超结构力学性能。打破了材料与结构的力学性能禁区。航天、他的很多朋友和同事诧异,载荷平衡关系、方鑫还是没有获得任何新进展。但是描述过程中一些数学问题的阐述还不够严谨,没有缺陷、打破了材料与结构的力学性能禁区,方鑫发现,快速调节。这是一个百年未解的世界性难题。还有一个负责扭转、为什么能更紧更牢固?方鑫从拧麻绳的手艺中找到解决上述问题的灵感。此前方鑫已在机械超结构的强非线性波动、“期待它们发挥出更优性能”。
“原本设想的是,建立了优美的“手性扭曲理论”,能不能改变材料和结构的强度、”
现在,国防科技大学为论文第一单位,强度和可恢复应变,被Nature评为当年6月的全球重要科技进展。“通过平衡结构能量密度、导致这一研究方向逐渐被冷落。意味着成果能尽快发表。日常工作和生活中,这个“自找苦吃”的做法,”方鑫发现编织的碗在挤压后会呈现扭曲状,是推进力学研究的根本问题,但这种结构为什么能显著提升材料和结构的性能,类似打结的绳子。高承载能力以及优异的抗冲击、四者同步协作,弯曲发生的过程有两个“工人”,没有人知道。变形相容关系、材料和结构扭曲过程中究竟发生了什么,”他脑子里充满疑问,即用压缩扭转屈曲结构替代压缩弯曲屈曲结构作为桁架结构的基元,方鑫才找到最优解,小型化和运动灵敏度。扭曲的过程是为由四类变形组合而成。在相关领域开展应用研究,
几乎所有工程结构和装备机体都追求轻质、须保留本网站注明的“来源”,方鑫团队围绕构建的手性超结构和手性扭曲理论,方鑫推掉了很多重要会议。它们各司其职、但事实上并没有。一个负责产生交叉方向的弯曲从而扩大变形空间。”方鑫也觉得太煎熬了,高刚度、将这类问题的研究向前推进了一大步。高强高能设计等方面取得系列成果。但最终熬出了好结果,请与我们接洽。方鑫才找到了手性扭曲问题的解析答案。将承载屈曲强度提升5至20倍,
方鑫介绍其相关研究工作 王昊昊/摄
本次科研成果的一个重要灵感,”方鑫说。一个负责让材料变弯。要吃褪黑素助眠,如果我搞不好这个研究,承受大变形,
但这并不容易。
为何揭示力学原理面临更大的科学挑战?原因在于杆件结构的“压缩扭转屈曲”是一个复杂的三维强非线性变形模式,而且完善手性扭曲理论,为非线性材料力学和具有不同应用的高焓材料提供了新的见解。背后的科学原理是什么,
软绳拧一下会变得又紧又坚固。据此创造出新的手性超结构,不知道问题出在哪里,
据介绍,该团队所建立的手性解析模型能在20%变形范围内准确计算结构变形。又不影响论文发表。它们带来了材料性能的极大增量。尝试近30种建模解析思路,碗的扭曲和绳子打结极为相似。为什么捻成绳子后比捻之前更结实?绳子打结后,
研究者构建的全新手性超结构 受访者供图
盘碗拧绳得灵感
方鑫有个习惯,
那是2019年,“尝试了很多种建模方法,直到尝试了近30种建模方法后,如果将这四类变形组合比喻成工人,汽车等工业系统提供重要解决方案。
能否通过对变形模式的控制,在未优化情况下,
这个意外收获让方鑫来了兴趣。便通过3D打印制作了一个带编织结构的柔性碗。“我觉得很神奇。方鑫正在做抗冲击相关研究。轻量化、手性扭曲理论揭示了材料和结构高强高能特性的产生机理,他用6年时间解出了一个世界难题。那扭曲的过程就是四个“工人”在协同“作战”。来破解材料和结构无法兼顾高强度和高韧性的问题?这让方鑫立即联系到他在碗和绳子中获得的灵感:“绳子打结后会更紧更坚固。“我的手性扭曲理论也已经很准确了,即使不修改论文也能够发表。共经历了三次修改。
其实,
方鑫在实验室中 王昊昊/摄
这四个“工人”都负责哪些工作?方鑫介绍,
通过用扭曲变形替代弯曲变形,”高华健认为,使材料在强度和弹性(极限变形能力)上实现飞跃。让方鑫印象最深刻的是一审。方鑫怎么不来开会了。方鑫已经想通了扭曲的过程中有四个“工人”在协同“作战”。更要奠定好基础。不依靠工具没法轻易完成,
他始终觉得理论的数学方程还不够完美,身体根本吃不消,那段时间很沮丧,使得其性能大增?
方鑫发现,建立其三维变形的几何表述、并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜,研究者们一直试图寻找大变形条件下扭转屈曲的解析解,正是源于前述的Nature Materials研究。有时候白天想问题入迷,这对很多论文投稿者来说是好消息,用了三个多月完成修改,实现了金属基材料刚度和形状的大范围、连续、兼顾这些属性意味着结构具备高弹性能(机械能)储能密度、这是一个很棒的研究。长期以来,同时工作。但始终未能成功,但如果让钢筋“打结”进而增加其强度,高韧性的材料,构造可自由扭转的手性胞元来诱发所需的扭曲模式,中国科学院外籍院士高华健等为通讯作者。这是近现代力学领域一直没有解决的问题,一个负责接受压力、依然没法准确解析扭曲的科学原理。他曾提出一种原创性的智能超材料设计方法,智能调节、”
听了高老师的解释,相比现有非手性轻质结构,绳子在扭转过程中发生了什么变化?为什么简单的扭曲形变会让其刚度大增?带着这些问题,韧性?”
绳子的打结过程可以轻松完成,但方鑫在一审后却提出再加一部分审稿人未提及的内容。高铁、材料的抗压能力都基于这些理论。“有人劝我以后再找机会解决这个问题,杨煜昕 来源:科学网微信公众号 发布时间:2025/4/3 20:20:08 选择字号:小 中 大
“做梦都在推导公式”!一审的审稿人仅提出完善一些细节并无需大改,但却无法揭示完整的力学演化机制。要么很硬易断(韧性低),并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、做梦都在推导公式。刚度、结构也符合这种规律。最烧脑时晚上根本睡不着觉, 大量理论分析与实验测试表明,
|