【技术实现步骤摘要】
基于量子材料原子结构的负泊松比超材料及其设计方法
[0001]本专利技术涉及机械超材料结构设计领域，尤其涉及一种基于量子材料原子结构的负泊松比超材料及其设计方法。
技术介绍
[0002]泊松比指的是材料发生横向变形的同时伴随着纵向变形的现象。具有负泊松比的材料在受到横向拉伸时，会沿着纵向发生膨胀变形，因而能够诱导出许多异于自然材料属性的反常力学特性，例如优异的抗剪切性、抗断裂韧性、压阻性、曲面同向性以及良好的缓冲吸能性能等。凭借着这些丰富的力学特性，负泊松比材料在纺织衣物、工程器械、航天航空航海、汽车结构、医疗器械和智能器件等领域有着广泛的应用前景。
[0003]负泊松比材料是新一代高性能功能材料研究领域内的重要角色之一。目前，负泊松比材料大多通过人工构造多胞结构的方法设计而成，即负泊松比超材料。负泊松比胞元结构种类目前可大致分为内凹多边形结构、旋转刚体结构、手性结构、穿孔板结构等形式，其相应的负泊松比机理研究也得到了长足的发展。然而，早期提出的内凹多边形负泊松比胞元结构大多受泡沫材料、纤维材料的微观内凹结构启发而来...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于量子材料原子结构的负泊松比超材料，其特征在于，在三维空间内，包括多个周期性排布且相互连接的负泊松比单胞结构；所述负泊松比单胞结构包括：平面六边形单元、V型单元和直杆；所述平面六边形单元包括第一平面六边形和第二平面六边形；所述第一平面六边形包括顺次首尾连接的六个连接杆，所述第一平面六边形的连接杆包括第一甲连接杆、第二甲连接杆、第三甲连接杆、第四甲连接杆、第五甲连接杆和第六甲连接杆，所述第一甲连接杆和所述第六甲连接杆相交于第一甲节点，所述第一甲连接杆和所述第二甲连接杆相交于第二甲节点，所述第二甲连接杆和所述第三甲连接杆相交于第三甲节点，所述第三甲连接杆和所述第四甲连接杆相交于第四甲节点、所述第四甲连接杆和所述第五甲连接杆相交于第五甲节点，所述第五甲连接杆和所述第六甲连接杆相交于第六甲节点；所述第二平面六边形包括顺次首尾连接的六个连接杆，所述第二平面六边形的连接杆包括第一乙连接杆、第二乙连接杆、第三乙连接杆、第四乙连接杆、第五乙连接杆和第六乙连接杆，所述第一乙连接杆和所述第六乙连接杆相交于第一乙节点，所述第一乙连接杆和所述第二乙连接杆相交于第二乙节点，所述第二乙连接杆和所述第三乙连接杆相交于第三乙节点，所述第三乙连接杆和所述第四乙连接杆相交于第四乙节点、所述第四乙连接杆和所述第五乙连接杆相交于第五乙节点，所述第五乙连接杆和所述第六乙连接杆相交于第六乙节点；所述第一平面六边形和所述第二平面六边形相交于第一线段，所述第一甲节点和所述第一乙节点重合，所述第四甲节点和所述第四乙节点重合，所述第一线段为所述第一甲节点和所述第四甲节点的连线，且所述第一甲连接杆和所述第一乙连接杆具有第一锐角夹角，所述第三甲连接杆和所述第三乙连接杆具有第二锐角夹角，所述第四甲连接杆和所述第四乙连接杆具有第三锐角夹角，所述第六甲连接杆和所述第六乙连接杆具有第四锐角夹角；所述V型单元包括第一V型单元、第二V型单元、第三V型单元和第四V型单元；所述第一V型单元包括相连接的连接杆，所述第一V型单元的连接杆包括第一丙连接杆和第二丙连接杆，所述第一丙连接杆和所述第二丙连接杆相交于第一丙节点；所述第二V型单元包括相连接的连接杆，所述第二V型单元的连接杆包括第一丁连接杆和第二丁连接杆，所述第一丁连接杆和所述第二丁连接杆相交于第一丁节点；所述第三V型单元包括相连接的连接杆，所述第三V型单元的连接杆包括第一戊连接杆和第二戊连接杆，所述第一戊连接杆和所述第二戊连接杆相交于第一戊节点；所述第四V型单元包括相连接的连接杆，所述第四V型单元的连接杆包括第一己连接杆和第二己连接杆，所述第一己连接杆和所述第二己连接杆相交于第一己节点；所述第一丙连接杆和所述第一丁连接杆相交于第一节点、所述第二丙连接杆和所述第二丁连接杆相交于第二节点，所述第一戊连接杆和所述第一己连接杆相交于第三节点、所述第二戊连接杆和所述第二己连接杆相交于第四节点；取第一截面，所述第一丙节点在所述第一截面的正投影与所述第二甲连接杆在所述第一截面的正投影重叠，且所述第一戊节点在所述第一截面的正投影与所述第二甲连接杆在所述第一截面的正投影重叠，所述第一丁节点在所述第一截面的正投影与所述第二乙连接
杆在所述第一截面的正投影重叠，且所述第一己节点在所述第一截面的正投影与所述第二乙连接杆在所述第一截面的正投影重叠，所述第一节点、所述第二节点、所述第三节点以及所述第四节点在所述第一截面的正投影与所述平面六边形单元在所述第一截面的正投影无交叠；所述支杆与所述第一线段的延伸方向相同，包括第一支杆和第二支杆，分别连接于所述第一线段的两端；沿第一方向，相邻所述负泊松比单胞结构的所述第一支杆的所述第二支杆连接，所述第二节点与所述第一节点连接，所述第四节点和所述第三节点连接，沿第二方向上，相邻所述负泊松比单...
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