Ауксетичні метаматеріали з позиції механіки: лінійна і нелінійні моделі

Abstract

Викладено сучасне розуміння ауксетичних метаматеріалів (ауксетиків) з позиції механіки. Акцентовано увагу на теорії пружного деформування ауксетиків і механічних експериментів з ними — правомірності вживання терміну “від’ємний коефіцієнт Пуассона”, ролі внутрішньої структури ауксетиків в поясненні трьох базових механічних явищ (розбухання при розтязі і стверднення при вдавлюванні, синкластичне і антикластичне деформування). Теоретично описано новий нелінійний ефект — один і той же матеріал при малих деформаціях проявляє властивості традиційного матеріалу і при помірних деформаціях — властивості нетрадиційного (ауксетичного).Изложено современное понимание ауксетических метаматериалов (ауксетиков) с позиции механики. Акцентировано внимание на теории упругого деформирования ауксетиков и механических опытов с ними – правомерности использования термина “отрицательный коэффициент Пуассона”, роли внутренней структуры ауксетика в объяснении трех механических явлений (разбухание при растяжении и упрочнение при вдавливании, синкластичное и антикластичное деформирование). Теоретически описан новый нелинейный эффект – один и тот же материал при малых деформациях проявляет свойства традиционного материала и при умеренных деформациях – свойства нетрадиционного (ауксетического).A modern understanding of auxetic materials (auxetics) from the position of mechanics is stated. An attention is accented on the theory of elastic deformation of auxetics and experiments with them — а legitimacy of using the term “negative Poisson’s ratio”, a role of the internal structure of auxetics in the explanation of three mechanical phenomena (swelling under tension, strengthening under indentation, synclastic and anticlastic deformations). The new nonlinear effect is described — the same material manifests the properties of a conventional material under small deformations and the properties of an auxetic material under moderate deformations.