Conformally Perforated Shellular Metamaterials with Tunable Thermomechanical and Acoustic Properties
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The tunability of multifunctional properties of Triply Periodic Minimal Surfaces (TPMSs) is mainly constrained to variations in their shell thickness. To address this limitation, a novel approach inspired by 2D cellular solids is introduced, utilizing discrete conformal mapping of perforated 2D cellular layouts onto TPMS surfaces to minimize distortion during 3D mapping. This study focuses on primitive (P)‐type Conformally Perforated Shellular Metamaterials (CPSMs), evaluating their thermomechanical and acoustic properties through computational analyses and experimentation on 3D‐printed samples. Effective thermomechanical properties are determined via asymptotic homogenization, which demonstrate that the thermal conductivity of CPSMs can be calculated by multiplying the effective thermal conductivities of the 3D shellular and 2D thermally‐isotropic cellular architectures. Thermal conductivity and elastic stiffness are systematically enhanced by engineering the shell's in‐plane architecture while preserving the 3D topology. The optimized design demonstrates a significant increase in elastic stiffness compared to an intact P‐shellular of the same density. Numerical and experimental results reveal that the 2D‐mapped architecture effectively tunes the acoustic bandwidth and bandgap frequency range of CPSMs, achieving a 79% increase in bandwidth and a 34% reduction in material density compared to an intact P‐shellular. These findings highlight CPSMs' potential for structural, thermal, and acoustic applications, advancing the development of additively manufactured TPMS‐based multifunctional metamaterials.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».