基于多稳态复合材料薄壳的手性可变形结构及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种基于多稳态复合材料薄壳的手性可变形结构及其制造方法，包括环形状的结构本体，结构本体包含四个首尾相连的周侧薄壳和竖设在四个周侧薄壳内部的中间薄壳，周侧薄壳和中间薄壳均为多稳态复合材料薄壳；结构本体上、下两端均经中间薄壳、两个周侧薄壳沿同曲率方向卷曲形成固定节点，结构本体左、右两端均经两根周侧薄壳沿同曲率方向卷曲形成可动节点。本发明专利技术采用具有多稳态特性的复合材料薄壳作为支撑，可有效避免采用平板结构时出现的大范围屈曲现象，以及结构在大变形过程中产生的脱粘和断裂的隐患，在实现结构减重的同时，提高其可靠性；同时满足可变形结构的设计要求，在航空航天、汽车、风力发电机叶片等领域有较大的应用潜力。有较大的应用潜力。有较大的应用潜力。

【技术实现步骤摘要】
基于多稳态复合材料薄壳的手性可变形结构及其制造方法
[0001]
：本专利技术涉及一种基于多稳态复合材料薄壳的手性可变形结构及其制造方法。
[0002]
技术介绍
：变形结构被定义为在一定驱动条件下能发生明显形状变化的结构，在一些需要对突变负载进行自适应变化的结构中常被应用，例如飞机襟翼、直升机旋翼、F1赛车尾翼和风力发电机叶片。目前这些结构大多采用电机和丝杆来控制变形，这不仅使其结构负载繁琐，还具有延迟响应的缺陷。
[0003]
技术实现思路
：本专利技术针对上述现有技术存在的问题做出改进，将复合材料双稳态特性引入手性拓扑结构，即本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于多稳态复合材料薄壳的手性可变形结构及其制造方法。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种基于多稳态复合材料薄壳的手性可变形结构，包括环形状的结构本体，所述结构本体包含四个首尾相连的周侧薄壳和竖设在四个周侧薄壳内部的中间薄壳，所述周侧薄壳和中间薄壳均为多稳态复合材料薄壳；所述结构本体的上、下两端均经由中间薄壳、两个周侧薄壳沿同曲率方向卷曲形成固定节点，结构本体的左、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多稳态复合材料薄壳的手性可变形结构，其特征在于：包括环形状的结构本体，所述结构本体包含四个首尾相连的周侧薄壳和竖设在四个周侧薄壳内部的中间薄壳，所述周侧薄壳和中间薄壳均为多稳态复合材料薄壳；所述结构本体的上、下两端均经由中间薄壳、两个周侧薄壳沿同曲率方向卷曲形成固定节点，结构本体的左、右两端均经由两根周侧薄壳沿同曲率方向卷曲形成可动节点。2.根据权利要求1所述的基于多稳态复合材料薄壳的手性可变形结构，其特征在于：所述多稳态复合材料薄壳包括两段长度不同、卷曲方向相反的双稳态复合材料薄壳段；所述固定节点与可动节点之间由周侧薄壳的长端展开部分形成的周侧悬臂相连接，两个固定节点之间由中间薄壳的长端展开部分形成的中间悬臂相连接。3.根据权利要求2所述的基于多稳态复合材料薄壳的手性可变形结构，其特征在于：所述可动节点和固定节点可采用环氧树脂胶接或机械连接，可动节点包括左可动节点和右可动节点，所述左可动节点和右可动节点均由两根周侧薄壳的长端沿同曲率方向卷曲组成；所述固定节点包括上固定节点和下固定节点，所述上固定节点由两个周侧薄壳的短端和中间薄壳的短端沿同曲率方向卷曲组成；所述下固定节点由两个周侧薄壳的短端和中间薄壳的长端沿同曲率方向卷曲组成。4.根据权利要求3所述的基于多稳态复合材料薄壳的手性可变形结构，其特征在于：所述多稳态复合材料薄壳的长度为L，多稳态复合材料薄壳的长端长度为L1、短端长度为L2，多稳态复合材料薄壳的长端卷曲长度为L0，r为多稳态复合材料薄壳卷曲稳态的曲率半径，其中：L=L1+L2，3πr≤L1＜L
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L2，3πr≤L2＜L1。5.根据权利要求4所述的基于多稳态复合材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冰，吴涛，赵陈敏，钟舜聪，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：