一种自加载内应力的两杆两索张拉超材料胞元结构制造技术

本发明专利技术涉及张拉整体超材料领域，尤其是涉及一种自加载内应力的两杆两索张拉超材料胞元结构，包括刚性壳体部件、T形杆件、弹性组件、和水凝胶驱动组件。T形杆件受水凝胶驱动沿壳体部件的通道方向滑动，最终在受拉弹性组件和受拉弹性组件的共同约束下达到自平衡。本发明专利技术利用张拉整体体结构自稳定，自恢复和自适应的力学特性，提升了传统结构整体稳定性与耐久性，克服了局部应力集中和单点故障的局限。提出了水凝胶溶胀特性产生预加载应力的方法，突破了常规张拉整体需外部加载的限制，实现了从被动承载到主动响应的突破。适用于智能材料、柔性传感器、可变形结构和水下探测设备等多种领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及张拉整体超材料领域，尤其是涉及一种自加载内应力的两杆两索张拉超材料胞元结构，该结构利用水溶胀型水凝胶在湿润环境下的体积膨胀特性，实现了张拉整体结构的内应力自加载，适用于智能材料、柔性传感器、可变形结构、生物医疗器械以及水下探测设备等领域。

技术介绍

1、近年来，张拉整体结构因其轻量化、可变形和高效的材料利用率而在工程和材料科学领域受到广泛关注。张拉整体结构通过拉索和压缩杆件的组合实现内部力学平衡，使得压缩构件悬浮在拉伸构件之间。这种结构体系具有较高的抗冲击性能、良好的变形自适应性和稳定性，并且可实现负泊松比特性，广泛应用于航空航天、建筑结构、仿生机器人和智能材料等领域。

2、然而，在传统的张拉整体结构中，结构的稳定性由内应力来维持平衡。随着张拉整体结构和超材料的结合，结构的复杂性增加，要求也随之提升。为了扩展胞元种类，满足不同功能需求，保持其特有的张拉特性，引入自加载内应力功能成为一种有效手段。

3、因此，设计一种具有自加载内应力特性的两杆两索张拉超材料胞元结构是该领域研究人员亟需解决的技术问题。</p>
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【技术保护点】

1.一种自加载内应力的两杆两索张拉超材料胞元结构，其特征在于，包括：刚性壳体部件（100）、T形杆件（200）、弹性组件（300）和水凝胶驱动组件（400）；所述两组壳体部件（100）分别为第一壳体部件（110）和第二壳体部件（120）；所述第一壳体部件（110）和第二壳体部件（120）结构主体均为长方形结构，主体中部位置均开设6个进水通道，其内部延长度方向均开设通道，两端留有限位结构，在4个角的位置开设4个定位安装孔；所述第二壳体部件（120）主体结构两侧也开设凹槽，从而使第一壳体部件（110）与第二壳体部件（120）实现镶嵌型装配；所述第二壳体通道中部位置留有4个三角形固定卡扣，对称...

【技术特征摘要】

1.一种自加载内应力的两杆两索张拉超材料胞元结构，其特征在于，包括：刚性壳体部件（100）、t形杆件（200）、弹性组件（300）和水凝胶驱动组件（400）；所述两组壳体部件（100）分别为第一壳体部件（110）和第二壳体部件（120）；所述第一壳体部件（110）和第二壳体部件（120）结构主体均为长方形结构，主体中部位置均开设6个进水通道，其内部延长度方向均开设通道，两端留有限位结构，在4个角的位置开设4个定位安装孔；所述第二壳体部件（120）主体结构两侧也开设凹槽，从而使第一壳体部件（110）与第二壳体部件（120）实现镶嵌型装配；所述第二壳体通道中部位置留有4个三角形固定卡扣，对称布置。

2.根据权利要求1所述一种自加载内应力的两杆两索张拉超材料胞元结构，其特征在于，所述两组t形杆件（200）包括连接为一体的h形架和伸缩杆，所述h形架的两侧以所述伸缩杆为中心开设四个对称分布的固定凹槽，所述h形架两端沿其宽度方向开设四个轴孔，所述伸...

【专利技术属性】
技术研发人员：张美玲，于小洺，孙建伟，张松宇，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：发明
国别省市：