Self-confining-pressure structures double the compressive strength of metamaterials by applying lessons from nature and architecture
Pourquoi ce travail est dans la base
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Notice bibliographique
Résumé
Metallic materials with high strength-to-weight ratios, or specific strengths, have been sought after for centuries, from aircraft and automobiles to electronic devices and biomedical implants. Inspired by tube-in-tube structures in nature and architecture, we fabricate metallic metamaterials with self-confining-pressure structures (SCPS), achieving exceptional compressive yield strength up to 1272 MPa (a specific strength of 379.7 kN∙m/kg) in AlSi7Mg-Ti6Al4V (Al-Ti) metamaterials. Such metamaterials—exceeding that of its constituents, while maintaining an asymmetrical tensile yield strength up to 696 MPa. This remarkable strength amplification originates from the induced triaxial stress state within the SCPS architecture and confining-pressure-induced dislocation multiplications. We propose a mechanical model that quantitatively captures the strengthening effect of SCPS. The design strategy of SCPS significantly enhances the compressive strength ceilings of existing structural materials without sacrificing their tensile strength and ductility, enabling anisotropic mechanical performance for demanding aerospace, automotive, and a wide range of engineering applications.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 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) | 0,000 | 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 découle