双相力学超材料及制造方法技术

本发明专利技术公开了一种双相力学超材料及制造方法，所述双相力学超材料包括：多个点阵单胞，所述多个点阵单胞按照预设方式排布形成立体结构，所述多个点阵单胞包括硬相点阵单胞和软相点阵单胞，每一所述点阵单胞包括：本体部、公头连接部和母头连接部，所述本体部为面心立方结构或体心立方结构；所述公头连接部和所述母头连接部分别设置在所述本体部的顶点，两个相邻的所述点阵单胞通过所述公头连接部和所述母头连接部实现连接。根据本发明专利技术的双相力学超材料，具有连接强度更高、装配效率更高、易于实现大批量制造的优势。现大批量制造的优势。现大批量制造的优势。

【技术实现步骤摘要】
双相力学超材料及制造方法


[0001]本专利技术涉及材料
，尤其是涉及一种双相力学超材料及制造方法。

技术介绍

[0002]材料轻量化一直受到航空航天和汽车行业的高度关注，越来越多的轻质材料不断涌现并实现应用。点阵材料作为一种有序多孔结构，拥有着比泡沫等传统无序多孔结构更加优异的力学性能，而其中具有特定排布双相点阵材料具有优异的能量吸收特性，有着巨大的轻量化应用潜力。双相点阵材料具有优异的能量吸收特性，并且可以根据单相材料的选择以及不同的布局来实现力学性能的调控，但是难以进行批量化、低成本制备以实现广泛的工程应用。
[0003]目前，受限于点阵结构复杂的几何形状和加工工艺，对于完整的点阵结构件，特别是复杂的力学性能更为优异的双相点阵结构，难以实现批量化生产。为了实现双相点阵的批量化制造，组装点阵结构被提出并加以运用。组装点阵是先确定完整点阵结构最小组成单胞，针对单胞设计加工工艺实现批量化生产，之后再按照结构件的几何形状对单胞进行装配而成。不过对于传统的螺栓连接还需要考虑装配空间，对单胞形状有一定要求，并且手工进行螺栓装配的生产效率还有待提高。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种双相力学超材料，所述双相力学超材料，具有连接强度更高、装配效率更高、易于实现大批量制造的优势。
[0005]本专利技术还提出了一种应用于上述双相力学超材料的制造方法。
[0006]根据本专利技术实施例的双相力学超材料，包括：多个点阵单胞，所述多个点阵单胞按照预设方式排布形成立体结构，所述多个点阵单胞包括硬相点阵单胞和软相点阵单胞，每一所述点阵单胞包括：
[0007]本体部，所述本体部为面心立方结构或体心立方结构；
[0008]公头连接部和母头连接部，所述公头连接部和所述母头连接部分别设置在所述本体部的顶点，两个相邻的所述点阵单胞通过所述公头连接部和所述母头连接部实现连接。
[0009]根据本专利技术的双相力学超材料，具有连接强度更高、装配效率更高、易于实现大批量制造的优势。
[0010]根据本专利技术一个实施例的双相力学超材料，所述公头连接部包括：第一基座和连接片，所述第一基座连接所述本体部，所述连接片向远离所述第一基座的方向延伸。
[0011]根据本专利技术一个实施例的双相力学超材料，所述母头连接部包括第二基座和位于所述第二基座上的安装槽，所述第二基座连接所述本体部，所述安装槽自所述第二基座的表面向所述第二基座的内侧方向延伸。
[0012]根据本专利技术一个实施例的双相力学超材料，所述连接片和所述安装槽匹配。
[0013]根据本专利技术一个实施例的双相力学超材料，所述连接片的外轮廓整体呈弧形。
[0014]根据本专利技术一个实施例的双相力学超材料，所述连接片包括头部和颈部，所述颈部连接所述头部与所述第一基座，所述头部的最大宽度大于所述颈部的最大宽度。
[0015]根据本专利技术一个实施例的双相力学超材料，所述连接片和所述安装槽通过过盈配合实现连接。
[0016]根据本专利技术一个实施例的双相力学超材料，所述点阵单胞的所述公头连接部和所述母头连接部的总数量为大于等于6的偶数，且所述公头连接部的数量与所述母头连接部的数量相同。
[0017]根据本专利技术一个实施例的双相力学超材料，所述硬相点阵单胞为SC
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BCC构型的点阵单胞，和/或所述软相点阵单胞为BCC构型的点阵单胞。
[0018]根据本专利技术的第二方面的双相力学超材料的制造方法，应用于如第一方面任一种所述的双相力学超材料。所述制造方法包括：
[0019]在第一方向上将所述多个点阵单胞插接形成第一单胞阵列；
[0020]在第二方向上将所述多个点阵单胞插接形成第二单胞阵列；
[0021]在第三方向上将所述多个点阵单胞插接形成第三单胞阵列；
[0022]将所述第一单胞阵列、所述第二单胞阵列及所述第三单胞阵列连接并组合形成立体结构；其中，所述第一方向、所述第二方向及所述第三方向相互垂直。
[0023]综上，所述双相力学超材料的制造方法，具有使双相力学超材料的连接强度更高、装配效率更高、易于实现大批量制造的优势。
[0024]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0025]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0026]图1是根据本专利技术实施例的基于双向力学的连接装置的结构示意图；
[0027]图2是根据本专利技术实施例的单元模块的结构示意一图；
[0028]图3是根据本专利技术实施例的单元模块的结构示意二图；
[0029]图4是根据本专利技术实施例的公头连接部的主视图；
[0030]图5是根据本专利技术实施例的公头连接部的俯视图；
[0031]图6是根据本专利技术实施例的母头连接部的截面图；
[0032]图7是根据本专利技术实施例的母头连接部的俯视图。
[0033]附图标记：
[0034]100
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双相力学超材料，1
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硬相点阵单胞，2
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软相点阵单胞，3
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本体部，4
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公头连接部，41
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第一基座，42
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连接片，421
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头部，422
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颈部，5
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母头连接部，51
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第二基座，52
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安装槽。
具体实施方式
[0035]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终
相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0036]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0037]下面参考图1
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图7描述根据本专利技术实施例的双相力学超材料100。如图1所示，根据本专利技术实施例的双相力学超材料100，包括：多个点阵单胞，进一步地，多个点阵单胞按照预设方式排布形成立体结构，进一步地，如图2和图3所示，多个点阵单胞包括硬相点阵单胞1和软相点阵单胞2，这样通过硬相点阵单胞1和软相点阵单胞2的排布配合以及连接的特征曲线，可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双相力学超材料，其特征在于，包括：多个点阵单胞，所述多个点阵单胞按照预设方式排布形成立体结构，所述多个点阵单胞包括硬相点阵单胞和软相点阵单胞，每一所述点阵单胞包括：本体部，所述本体部为面心立方结构或体心立方结构；公头连接部和母头连接部，所述公头连接部和所述母头连接部分别设置在所述本体部的顶点，两个相邻的所述点阵单胞通过所述公头连接部和所述母头连接部实现连接。2.根据权利要求1所述的双相力学超材料，其特征在于，所述公头连接部包括：第一基座和连接片，所述第一基座连接所述本体部，所述连接片向远离所述第一基座的方向延伸。3.根据权利要求2所述的双相力学超材料，其特征在于，所述母头连接部包括第二基座和位于所述第二基座上的安装槽，所述第二基座连接所述本体部，所述安装槽自所述第二基座的表面向所述第二基座的内侧方向延伸。4.根据权利要求3所述的双相力学超材料，其特征在于，所述连接片和所述安装槽匹配。5.根据权利要求4所述的双相力学超材料，其特征在于，所述连接片的外轮廓整体呈弧形。6.根据权利要求5所述的双相力学超材料，其特征在于，所述连接片包括头...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷莎，郭维华，黄瑶，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：