一种适用多工况的分步弹塑性变形的力学超材料制造技术

本发明专利技术涉及一种适用多工况的分步弹塑性变形的力学超材料，包括同一平面内周期性排列的多个元胞；所述元胞由一根竖直杆、两根斜杆和两根支撑杆构成，两根所述斜杆相连接，所述斜杆之间的连接点与所述竖直杆的一端连接，所述斜杆与所述支撑杆构成一菱形，所述斜杆的长细比不大于0.05，且所述斜杆与所述支撑杆的夹角不大于40°。本发明专利技术提供的超材料实现了可在多种工况下使用及分步弹塑性变形。在小冲击载荷下，可利用其第一应力平台进行能量吸收，对应着发生弹性变形，从而使得材料可重复利用；在较大的冲击载荷下，第二应力平台可参与到能量的吸收过程中来，此阶段发生塑性变形，增大能量吸收效率，从而起到更好的缓冲效果。

A kind of mechanical super material for multi-stage elastoplastic deformation

【技术实现步骤摘要】
一种适用多工况的分步弹塑性变形的力学超材料
本专利技术涉及力学超材料
，具体涉及一种适用多工况的分步弹塑性变形的力学超材料。
技术介绍
冲击吸能材料的设计一直受到科学和工程领域的关注。从探月车的着陆，飞机的迫降，到汽车的碰撞等等都需要使用吸能材料来降低被保护物体的冲击受损程度。传统吸能材料往往只利用弹性或塑性变形中的一种性质，来实现某些特定的功能。例如，利用弹性变形设计具有可恢复变形能力的力学超材料，但其能量吸收效率很低，而利用塑性变形虽可实现较高的能量吸收效率，但发生永久变形，无法重复使用，目前尚未设计出可以分别进行弹性变形和塑性变形的力学超材料。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷和不足，本专利技术提供了一种适用于多工况的分步弹塑性变形的力学超材料。本专利技术的目的在于提供一种适用多工况的分步弹塑性变形的力学超材料，包括同一平面内周期性排列的多个元胞；所述元胞由一根竖直杆、两根斜杆和两根支撑杆构成，两根所述斜杆相连接，所述斜杆之间的连接点与所述竖直杆的一端连接，所述斜杆与所述支撑杆构成一菱形，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用多工况的分步弹塑性变形的力学超材料，其特征在于，包括同一平面内周期性排列的多个元胞；所述元胞由一根竖直杆、两根斜杆和两根支撑杆构成，两根所述斜杆相连接，所述斜杆之间的连接点与所述竖直杆的一端连接，所述斜杆与所述支撑杆构成一菱形，所述斜杆的长细比不大于0.05，且所述斜杆与所述支撑杆的夹角不大于40°。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用多工况的分步弹塑性变形的力学超材料，其特征在于，包括同一平面内周期性排列的多个元胞；所述元胞由一根竖直杆、两根斜杆和两根支撑杆构成，两根所述斜杆相连接，所述斜杆之间的连接点与所述竖直杆的一端连接，所述斜杆与所述支撑杆构成一菱形，所述斜杆的长细比不大于0.05，且所述斜杆与所述支撑杆的夹角不大于40°。


2.根据权利要求1所述的超材料，其特征在于，所述斜杆与所述支撑杆之间的夹角为25～40°。


3.根据权利要求1或2所述的超材料，其特征在于，所述斜杆的长细比为0.02～0.05。


4.根据权利要求1或2所述的超材料，其特征在于，根据所需第二应力平台的高度来具体设计所述竖直杆的长细比；和/或，所述竖直杆的长细比为斜杆长细比的2倍或2倍以上，优选为2倍～3倍。


5.根据权利要求1或2所述的超材料，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈常青，孟志强，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11