一种变刚度三维内凹负泊松比胞元及其设计方法技术

本发明专利技术公开了一种变刚度三维内凹负泊松比胞元及其设计方法，利用二维内凹六边形蜂窝作为基本单元设计而成，通过改变二维内凹蜂窝的尺寸参数，可以对三维结构整体力学性能进行调控，以实现较复杂的三维结构的刚度可调控性。本发明专利技术可设计并制备出具有更大负泊松比效应和具有更大有效应变的三维金属负泊松比超材料。兼具强度和负泊松比效应的负泊松比超材料，将促进负泊松比材料在吸能、抗冲击、抗震等工程和国防领域的推广与运用。工程和国防领域的推广与运用。工程和国防领域的推广与运用。

【技术实现步骤摘要】
一种变刚度三维内凹负泊松比胞元及其设计方法


[0001]本专利技术设计了一种变刚度三维内凹负泊松比胞元，并给出了该负泊松比结构的设计方法，属于新材料和新结构领域。

技术介绍

[0002]超材料是21世纪以来出现的一类新材料，具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工材料，如光学超材料、声学超材料、热力学超材料、力学超材料等。负泊松比超材料是具有负力学参数的典型力学超材料。与传统材料相比，负泊松比材料在变形过程中常常表现出违反直觉的变形行为，在单轴压力(拉力)作用下，传统材料在垂直于荷载方向上发生膨胀(收缩)，而负泊松比超材料却沿横向收缩(膨胀)。
[0003]从负泊松比材料首次被研究到至今三十多年来，国内外对于负泊松比材料在理论研究、有限元模拟和试验研究等方面取得了显著进展，但仍有许多问题需要进一步研究。一方面，目前大多数负泊松比材料的研究主要基于二维结构，而基于三维的负泊松比结构大多采用橡胶类材料作为基材，其承载力和抗冲击能力有限；另一方面，现有的三维负泊松比材料大多仅在小应变下表现出负泊松比特性，且大多三维负泊松比材料的几何形状是预先本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变刚度三维内凹负泊松比胞元，其特征在于：该负泊松比胞元由三个相同尺寸的二维内凹六边形蜂窝通过旋转平移而成；所述二维内凹六边形蜂窝的长为l，高为h，内凹角为θ，厚度为t，根据几何可行性要求，尺寸参数需要满足下列的关系：所述变刚度三维内凹负泊松比胞元的两条内凹肋的交点与上下轴的中点的连线长度记为内径r，以作为描述二维内凹六边形蜂窝的一个重要参数，它与结构其他参数的关系为：所述变刚度三维内凹负泊松比胞元的结构的整体长度s为二维内凹六边形蜂窝长度加上部分胞元间连接杆件的长度，通过以下公式计算：s＝2r(cosθ+1)；所述变刚度三维内凹负泊松比胞元的侧边内凹肋x的长度计算及其变化范围满足：2.根据权利要求1所述的一种变刚度三维内...

【专利技术属性】
技术研发人员：任鑫，滕星池，赖韬，张毅，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：