ИСТИНА

Структура метаматериалов строится так, чтобы на макроуровне они обладали специфическими свойствами, например, отрицательным коэффициентом Пуассона. В данной работе речь идет о другом свойстве метаматериалов – связанности растяжения – сжатия и сдвига с изгибом и кручением. Важно, что метаматериалы обладают периодичностью микроструктуры. Практическим примером могут быть пластины и стержни. Поэтому для исследования связанности применен асимптотический метод осреднения, позволяющий ответить на вопрос: метаматериал – это материал или конструкция относительно того или иного типа связанности? Рассмотрены два типа связностей, представляющих практический интерес. Первый тип – это связанность растяжения – сжатия и сдвига с изгибом и кручением. Получены теоретические и экспериментальные результаты. Для пластины показано, что связанность классических напряжений и деформаций с моментными напряжениями или кривизнами и кручением исчезает при стремлении малого параметра к нулю. Это продемонстрировано численно на примере задачи о цилиндрическом изгибе пластины с гофрированными включениями. Модули связанности зависят от числа слоев гофрированных включений, и существенно убывают при увеличении последнего. Во второй части исследуется связанность состояний кручения и растяжения. Показано, что связанность достигается за счет криволинейной, но не прямолинейной анизотропии и имеет место при любом количестве ячеек периодичности. Численное исследование проведено для пространственной ячейки периодичности, имеющей вид фермы специального вида, обеспечивающего связанность растяжения и сдвига.