University of Michigan - Shanghai Jiao Tong University Joint Institute

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智能材料与结构实验室(S-实验室)

负责人:

Jaehyung Ju

简介 :

S-实验室的研究方向是具有可编程机械特性的智能材料和结构,其可控的机械特性是由微型内部结构的变形来实现的(晶胞单元的结构在毫米级,常称作介观结构)。本实验室致力于理解微结构的变形行为与宏观机械特性之间的关系。

我们所设计的机械超材料的介观结构可以通过外界刺激(如热力或气压)进行控制。可变形的介观结构可以产生多种机械特性,如不同的泊松比和热膨胀系数。

在热力学控制方面,超材料的设计常常与先进加工方法相结合,如用4D打印技术制造由多种材料组成的复合介观结构,以控制材料属性随时间变化的函数。

在气压控制方面,我们用具有内部气室的柔性装置控制介观结构的核心运动部件,从而得到希望的运动。从原理上来说,这属于软体机器人学的研究范畴。气压控制在构建响应快、变形大的可编程材料和发展高强度结构方面同样具有优势。

本实验室使用分析建模,数值模拟,实验验证相结合的研究方法,涉及的领域包括:(非线性)固体力学,运动学,多孔材料学,结合软体机器人的可编程材料制造方法,有限元分析仿真和实验数据测量分析等。

在基础研究以外,我们也追求这些成果在“非充气轮胎”上的应用,实验室的主要研究者正是该领域的领军人物之一。

201706132