좌굴현상을 이용한 기계적 메타물질의 구현

Abstract

본 연구에서는 polypropylene 시편을 이용하여 음의 강성을 갖는 메타물질의 구현을 목적으로 bi-stable mechanism 과 기계적 diode의 개념을 도입하여 설계하고 실험을 통한 검증을 수행하였다. 일반적으로 기계적 메타물질의 경우 충격을 흡수하기 위하여 강성이 0에 수렴하는 구조이거나 진동을 감쇠하기 위한 목적으로 부분적인 음의 강성을 보이거나 한쪽 방향으로 음의 강성을 내기 위하여 복잡한 구조를 이루고 있다. 본 연구의 목적은 이러한 기존 메타물질의 한계점을 극복하기 위하여 크게 두 가지로 정의 된다. 첫 번째로 단위 메타물질의 거동이 한 축을 기준으로 양방향으로 모두 음의 강성을 보일 수 있도록 하는 것이다. 두 번째로 unit 메타물질의 양방향의 거동이 초기 위치에 대하여 복원성을 가지어 초기 상태로 되돌아 올 수 있도록 하는 것이다.