一种超轻高刚度零泊松比机械超材料及其优化设计方法技术

本发明专利技术公开了一种超轻高刚度零泊松比机械超材料，包括至少一个能够相互拼接的基础模块，所述基础模块由内部单元和多个外部单元拼接而成，所述内部单元整体为梁架结构，多个所述外部单元整体为平面的梁架结构，所述内部单元包括上基体、下基体和用于连接所述上基体和所述下基体的结合部，多个所述外部单元的上下两端分别与所述上基体和所述下基体连接，且相邻的各个所述外部单元之间相互连接，以使得所述内部单元和多个所述外部单元中的各个连接部位相连能够形成立方八面体结构，其中各个所述外部单元整体所对应的平面分别位于立体八面体结构中的各个面上。本发明专利技术降低了原本零泊松比机械超材料的制造难度和设计难度。松比机械超材料的制造难度和设计难度。松比机械超材料的制造难度和设计难度。

【技术实现步骤摘要】
一种超轻高刚度零泊松比机械超材料及其优化设计方法


[0001]本专利技术涉及超材料
，尤其涉及一种超轻高刚度零泊松比机械超材料及其优化设计方法。

技术介绍

[0002]零泊松比材料是一种机械超材料，其机械特性是当轴向受力压缩时，横向并非像其他传统材料一样拉伸，其横向并不进行拉伸和收缩。相比于大多数正泊松比材料，其具有高的抗变形能力、抗压痕能力同时具有好的支撑性。
[0003]目前制造零泊松比材料大多使用增材制造方式，或整体的结构设计单层堆叠的方式，这些方式在机械超材料的制造上具有很大的局限性，不仅制造难度很大，而且只可制造局部，应用程度低，因为可制造体积过小，应用到宏观的系统很困难。制造难度的加大，也会限制零泊松比机械超材料的设计。因此，提出一种新的零泊松比机械超材料的设计制造方法，具有重要的理论和应用意义。
[0004]以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本专利技术的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超轻高刚度零泊松比机械超材料，其特征在于，包括至少一个能够相互拼接的基础模块，所述基础模块由内部单元和多个外部单元拼接而成，所述内部单元整体为梁架结构，多个所述外部单元整体为平面的梁架结构，所述内部单元包括上基体、下基体和用于连接所述上基体和所述下基体的结合部，多个所述外部单元的上下两端分别与所述上基体和所述下基体连接，且相邻的各个所述外部单元之间相互连接，以使得所述内部单元和多个所述外部单元中的各个连接部位相连能够形成立方八面体结构，其中各个所述外部单元整体所对应的平面分别位于立体八面体结构中的各个面上。2.根据权利要求1所述的超轻高刚度零泊松比机械超材料，其特征在于，所述上基体是正方形板状结构，所述下基体是十字型梁结构。3.根据权利要求1所述的超轻高刚度零泊松比机械超材料，其特征在于，所述上基体的下表面设有四个第一接口，所述下基体的上表面也对应设有四个第二接口，四个所述第一接口分别设置在正方形板状结构的四个角处，四个所述第二接口分别设置在十字型梁结构的外端部处。4.根据权利要求1所述的超轻高刚度零泊松比机械超材料，其特征在于，所述外部单元包括两根第一横梁、两根第二横梁、四根斜梁和两根竖梁，四根斜梁分别由两根第一横梁的两端部向外延伸形成，且四根斜梁分别与对应的第一横梁呈预设角度，四根斜梁中的两两分别相交于两点，两根所述第二横梁分别由两两斜梁相交的两点向外延伸形成，两根竖梁分别从两根所述第一横梁上的任意一点向外延伸形成。5.根据权利要求4所述的超轻高刚度负泊松比超材料结构，其特征在于，所述外部单元上设有四个第三接口，其中两个所述第三接口分别设置于两根所述竖梁的外端部处以分别与所述上基体和所述下基体连接，另外两个所述第三接口分...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁斌，王学谦，孟得山，柴晓萱，马智浩，
申请(专利权)人：清华大学深圳国际研究生院，
类型：发明
国别省市：