一种三维圆顶型负刚度结构及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种三维圆顶型负刚度结构及其制备方法，应用于超材料领域，它涉及圆顶型负刚度吸能结构及其制备方法。本发明专利技术要解决现有负刚度结构主要是二维负刚度结构，应用范围窄，吸能效果有待提高的问题，本发明专利技术基于贝塞尔曲线设计圆顶结构，在保证结构具有负刚度特性的同时可以实现结构的单稳态和多稳态可调，既提高了结构的能量吸收能力又拓展了负刚度结构的实际应用范围，本发明专利技术主要通过3D打印技术：如立体光固化成型(SLA)，熔融沉积成型技术(FDM)和浇铸工艺等完成三维圆顶型负刚度吸能结构的制备，本发明专利技术扩展了超材料在能量吸收方面的应用。方面的应用。方面的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种三维圆顶型负刚度结构及其制备方法


[0001]本专利技术涉及圆顶型负刚度结构设计及其制备方法，具体涉及基于贝塞尔曲线的圆顶结构设计及其制备方法。

技术介绍

[0002]超材料是一种具有人工设计的结构并呈现出天然材料所不具备的特殊性质的复合材料。这种材料的发现成为科学研究的一个新方向，不仅会带来新的产业而且会对国防、航空、电子等众多的领域产生重大影响。机械超材料的必要性质来源于构造几何学特质而不是材料的构成成分。机械超材料以其独特的结构在吸能方面有着强大的优势。
[0003]负刚度超材料是机械超材料的一个分支，通常，要使材料的变形程度增加施加的外力也要增加，我们称这种情况为正刚度；材料的变形程度增加但是施加的外力减小，我们称这种情况为负刚度。负刚度结构最引人注目的是它的可恢复性，这一特性不仅可以提高结构的吸能性能还可以循环使用降低了材料的成本，推动结构材料向着可持续方向发展。
[0004]负刚度的概念源于微机电系统的研究，采用弯曲轴代替无法作为结构单元的屈曲轴，由于弯曲轴的跳跃变形特点可以实现负刚度。目前负刚度结构材料多为二维本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维圆顶型负刚度结构，其特征在于，包括多个合成单元(1)，所述合成单元(1)包括软体的圆顶结构(4)，连接架(2)和底座(3)；其中，所述连接架(2)上预留有凹台(5)和排气孔(6)，凹台(5)用于放置圆顶结构(4)；圆顶结构(4)是包括环形支撑(9)、曲线圆顶(8)和连接柱(7)，连接柱(7)中心开有通孔，底座(3)上圆柱结构插入圆顶结构(4)的中心孔且两者为同轴心；底座(3)的下表面和圆顶结构(4)的上表面重合，相邻的底座(3)上表面和下表面连接；圆顶结构(4)的环形支撑(9)下表面和凹台(5)上表面重合；圆顶结构(4)的轴线和连接架(3)凹台(5)的轴线重合。2.根据权利要求1所述的三维圆顶型负刚度吸能结构，其特征在于：所述圆顶结构(4)的曲线圆顶(8)侧面为弧变形。3.根据权利要求1或2所述的三维圆顶型负刚度吸能结构，其特征在于：所述圆顶结构(4)的曲线圆顶(8)侧面曲线基于贝塞尔曲线制成。4.根据权利要求1所述的三维圆顶型负刚度吸能结构，其特征在于：所述圆顶结构(4)的环形支撑(9)直径为14.5mm，曲线圆顶部分厚度为2mm，圆顶结构总高度12mm。5.根据权利要求1或4所述的三维圆顶型负刚度吸能结构，其特征在于：圆顶结构(4)的材料为硅胶，采用浇铸工艺完成。6.根据权利要求1所述的三维圆顶型负刚度吸能结构，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：张子建，张立澳，虞童，董洋洋，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：