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一种仿蜂窝三维负泊松比超材料与装配方法组成比例

技术编号:44960063 阅读:14 留言:0更新日期:2025-04-12 01:29
本发明专利技术公开了一种仿蜂窝三维负泊松比超材料及装配方法,通过三维单胞结构进行空间阵列形成蜂窝状结构,所述三维单胞结构包括两个六边内凹单元和六个四边内凹单元,所述两个六边内凹单元平行设置且通过六个四边内凹单元连接;相邻的两个三维单胞结构的六边内凹单元之间通过第一内部连接杆连接,四边内凹单元之间通过第二内部连接杆连接;最外层的三维单胞结构的六边内凹单元连接第一外部连接杆,四边内凹单元连接第二外部连接杆;本发明专利技术能够提高三维负泊松比超材料、负泊松比性能和能量吸收特性;同时整个装配过程简单,不依赖于非增材制造的方式进行制造,能够克服增材制造的一系列缺陷,也能实现大批量生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及三维超材料结构,具体涉及一种仿蜂窝三维负泊松比超材料与装配方法


技术介绍

1、负泊松比材料是力学超材料中的一种,其具有在纵向拉伸(压缩)作用下,横向发生膨胀(收缩)的特殊力学特性。多胞元结构负泊松比材料具有轻质、比强度高、吸能效率高、隔热、吸声等方面的特点,比传统材料更具优势,在结构设计和功能优化中具有广阔的应用前景。

2、负泊松比胞元结构,根据其变形机理的不同,大致可分为:内凹角、手性、旋转刚体和狭缝型结构。现有的三维负泊松比超材料的结构存在以下问题:刚度不足,从而影响其承载能力和稳定性;在外力作用下,结构会发生不期望的变形,这严重阻碍了其在实际工程中的应用;在受力时容易出现应力集中现象,这可能导致结构在局部区域发生破坏,从而降低整体结构的可靠性和耐久性。随着3d打印技术的快速发展,特别是增材制造技术的成熟,使三维负泊松比超材料的制备成为可能。但是由于负泊松比超材料的结构较为复杂,目前的3d打印制备负泊松比超材料技术仍存在一些问题,如金属材料成形过程中的球化现象、内部孔隙、残余应力等,这些问题会影响材料的力学性能和稳定性,导致本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种仿蜂窝三维负泊松比超材料,其特征在于,通过三维单胞结构进行空间阵列形成蜂窝状结构,所述三维单胞结构包括两个六边内凹单元、六个四边内凹单元和十二个内凹单元连接件,所述两个六边内凹单元平行设置且通过十二个内凹单元连接件与六个四边内凹单元连接;相邻的两个三维单胞结构的六边内凹单元之间通过第一内部连接杆连接,四边内凹单元之间通过第二内部连接杆连接;最外层的三维单胞结构的六边内凹单元连接第一外部连接杆,四边内凹单元连接第二外部连接杆。

2.如权利要求1所述的仿蜂窝三维负泊松比超材料,其特征在于,所述内凹单元连接件上设置有三个凹槽,分别用于容纳一个六边内凹单元的边端部和两个四边内...

【技术特征摘要】

1.一种仿蜂窝三维负泊松比超材料,其特征在于,通过三维单胞结构进行空间阵列形成蜂窝状结构,所述三维单胞结构包括两个六边内凹单元、六个四边内凹单元和十二个内凹单元连接件,所述两个六边内凹单元平行设置且通过十二个内凹单元连接件与六个四边内凹单元连接;相邻的两个三维单胞结构的六边内凹单元之间通过第一内部连接杆连接,四边内凹单元之间通过第二内部连接杆连接;最外层的三维单胞结构的六边内凹单元连接第一外部连接杆,四边内凹单元连接第二外部连接杆。

2.如权利要求1所述的仿蜂窝三维负泊松比超材料,其特征在于,所述内凹单元连接件上设置有三个凹槽,分别用于容纳一个六边内凹单元的边端部和两个四边内凹单元的边端部,每个所述凹槽内均设置有螺纹孔。

3.如权利要求2所述的仿蜂窝三维负泊松比超材料,其特征在于,所述六边内凹单元的中心向内凹陷且凹陷位置的中心处设置有第一平头螺丝孔,所述第一平头螺丝孔通过螺钉与第一内部连接杆或第一外部连接杆连接。

4.如权利要求2所述的仿蜂窝三维负泊松比超材料,其特征在于,六边内凹单元的六条边端部设置有第二平头螺丝孔,所述第二平头螺丝孔通过螺钉与所述内凹单元连接件相连。...

【专利技术属性】
技术研发人员:王继来陈鹏翌李取浩蔡玉奎万熠徐竹田罗云锋
申请(专利权)人:山东大学
类型:发明
国别省市:

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