公开了一种三维桁架式周期性多孔材料，其中，周期性地形成有多个内孔，并且一部分内孔填充有如金属、陶瓷、合成树脂或复合材料之类的固体材料，用于防止当向桁架结构施加外部压缩或剪切载荷时桁架元件屈曲。通过用合适的固体材料仅填充设置在桁架中的一部分内孔，可以最大限度且有效地抑制桁架元件的屈曲，并且即使意外地发生了屈曲，也可防止强度急剧下降，从而确保桁架式周期性多孔材料具有足够的结构稳定性。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及轻型多孔材料，尤其涉及桁架(truss)式周期性多孔材料。通过用合 适的固体材料填充桁架中设置的一部分内孔，可以最大限度且有效地抑制桁架元件的屈 曲，并且即使意外地发生了屈曲，也可防止强度急剧下降，从而确保桁架式周期性多孔材料 具有足够的结构稳定性。
技术介绍
通常，多孔材料是指其中设置有多个内孔的相当轻且强度高的材料。传统上，树脂泡沫、金属泡沫和烧结陶瓷等作为这些多孔材料被公开，并且被广泛 应用于所需要的多种工业领域中。根据其中设置的内孔是否彼此连通，这些多孔材料可被 分为开放式或闭合式。 其尺寸、形状和结构排列均勻且规则的多孔材料尤其被归类为周期性多孔材料。近来，最近作为这种周期性多孔材料介绍了具有桁架结构的材料(H. N. GWadley， N.A.Fleck, A.G.Evans,2003, Composite Science and Technology, Vol. 63, pp.2331-2343)。如果精确地计算从而具有最佳强度，则桁架结构可具有与蜂窝格构相同的机械特 性。此外，由于该桁架结构的内部中空，因此，这些中空空间可以根据时机需要而被有利地 使用。作为最普通的桁架结构，图1中示出了金字塔型(pyramid)桁架。金字塔型桁架被 构造成使四个规则的三角形点阵形成围绕顶点对称地倾斜的平面，并且规则的四边形点阵 形成底部(或顶部)平面。这类金字塔型桁架可有利地用于形成方形板结构。如图1中所示的另一种桁架结构，八角(octet)桁架具有这样的结构，其中，规则 的四面体和规则的八面体的主体元件交替地结合，并且这些主体元件形成的每个平面均形 成等边三角形(R. Buckminster Fuller, 1961 年的美国专利 No. 2，986，241)。在二^^一世纪，已通过变形所述八角桁架研制出如图1中所示的Kagome桁架 (S. Hyun,A. M. Karlsson,S. Torquato,A. G. Evans,2003,Int J. of Solids and structures, Vol. 40，pp.6989-6998)。与金字塔型桁架或八角桁架相比，已知图1中例示的Kagome桁架具有较小的强度 各向异性，并且在抵抗屈曲、屈曲后抵抗变形的稳定性以及吸能性能方面优异。同时，诸如钢琴丝的金属丝可被有利地使用于需要大批量生产、容易加工和高强 度领域中。近来，考虑到上述金属丝的特性而研制出利用金属丝来制造桁架式多孔材料的 新方法。例如，在韩国注册专利No. 0566729、0633657、0700212和0767186以及韩国专利申 请No. 2006-00119233中详细地公开了通过使用金属丝来制造周期性多孔材料的方法。图 2至图6示出了通过以上列举出的专利和专利申请中公开的技术制造的周期性多孔材料的 形状。然而，以上列举出的专利和专利申请中公开的桁架式周期性多孔材料当它们接收外部压缩或剪切载荷时通过桁架元件的屈曲而倾斜从而使材料自身断裂。具体地，当桁架元件的长径比大，或者桁架的金属丝是诸如钢琴丝之类的高强度 金属、高强度纤维或者通常用于复合材料中的纤维增强塑料时，可能容易发生弹性屈曲。在 这样的弹性屈曲的情况下，周期性材料的强度趋于快速降低。从而，采用这种高强度金属 丝、纤维或纤维增强塑料的桁架式多孔材料的稳定性和用于变形能的吸震能力变得较小， 在构架中使用时不够。从而，由于在韩国专利注册No. 0708483和韩国专利申请No. 2006-0119233中公开 的桁架式多孔材料采用金属丝作为桁架元件并且这些金属丝应本能地螺旋状弯曲从而形 成桁架结构，因此，它们更容易受屈曲的影响，这需要被解决
技术实现思路
(技术问题)本专利技术的目的是提供一种桁架式周期性多孔材料，其中，通过用合适的固体材料 填充桁架中设置的一部分内孔，可以最大限度且有效地抑制桁架元件的屈曲，并且即使意 外地发生了屈曲，也可防止强度急剧下降，从而确保桁架式周期性多孔材料具有足够的结 构稳定性。(技术方案)本专利技术的第一方面提供一种三维桁架式周期性多孔材料，在该三维桁架式周期性 多孔材料中，周期性地形成有多个内孔，其特征在于，一部分内孔填充有固体材料。根据本专利技术的第二方面，所述内孔可以以相同尺寸或两种不同尺寸周期性地形 成。根据本专利技术的第三方面，所述内孔可以以相同尺寸周期性地形成，并且所述固体 材料可被填充到交替选出的一部分内孔中。根据本专利技术的第四方面，所述内孔可以以相同尺寸周期性地形成，从而形成规则 的六面体桁架。根据本专利技术的第五方面，所述内孔可以以两种不同尺寸周期性地形成，并且所述 固体材料可仅填充到尺寸较小的内孔中。根据本专利技术的第六方面，所述内孔可以以两种不同尺寸周期性地形成，并且桁架 的类型可以是从由金字塔型桁架、八角桁架、Kagome桁架、用金属丝编织的准Kagome桁架 或者用金属丝编织的准八角桁架构成的组中选择的任何一种类型。根据本专利技术的第七方面，所述固体材料可由从以下组中选择的一种材料固化而 成，该组由用于软焊或硬焊的熔融焊糊、液体合成树脂或液体金属构成。(有益效果)根据本专利技术所述的多孔材料，其中，周期性地形成有多个内孔并且一部分内孔填 充有固体材料，该多孔材料具有以下有益效果。首先，可以抑制当所述桁架式周期性多孔材料接收外部压缩或剪切载荷时桁架元 件发生屈曲。而且，通过即使在发生屈曲之后也防止周期性材料的强度快速下降，可以提高 作为构架的稳定性和对变形能的衰减能力。第二，由于尽管仅一部分内孔填充有固体材料，也可使所有桁架元件彼此约束，因此，可最大限度地抑制所述桁架元件的屈曲，并且可同时适当地保持内部孔隙率。第三，由于可以以简单且已知的技术(诸如软焊、硬焊和树脂结合)来制造所述桁架式周期性多孔材料，因此，可降低生产成本，并且可便于大批量生产。第四，通过采用将三维桁架在所述液体合成树脂或液体金属中变湿然后取出的方 法作为用固体材料填充一部分内孔的方法，可以有利地实现批量生产并降低成本，在该方 法中，液体合成树脂或液体金属由于重量、其粘性和在液态下的毛细现象而仅保留在较小 内孔中，并且通过自然/强制冷却或加热而固化。附图说明图1是示出一层金字塔型桁架、八角桁架和Kagome桁架的结构的例示性立体图。图2是示出在韩国专利注册No. 0566729中公开的、采用金属丝作为桁架元件的多 层准八角桁架式周期性多孔材料的立体图。图3是示出在韩国专利注册No. 0633657中公开的、采用金属丝作为桁架元件的一 层准八角桁架式周期性多孔材料的立体图。图4是示出在韩国专利注册No. 0700212中公开的、采用预成形为螺旋弹簧状金属 丝的一层桁架式周期性多孔材料的立体图。图5是示出在韩国专利注册No. 0767186中公开的、采用金属丝作为桁架元件并且 设置在底板上的桁架式周期性多孔材料的立体图。图6是示出在韩国专利申请No. 2006-0119233中公开的、采用金属丝作为桁架元 件的多层准Kagome桁架式周期性多孔材料的立体图。图7是示出规则的六角形桁架式多孔材料的示例性立体图，其中一部分内孔填充 有固体材料。图8是示出金字塔型桁架式多孔材料的示例性立体图，其中一部分内孔填充有固 体材本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种三维桁架式周期性多孔材料，在该三维桁架式周期性多孔材料中，周期性地形成有多个内孔，其特征在于，一部分所述内孔填充有固体材料。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2008.07.25 KR 10-2008-00729301.一种三维桁架式周期性多孔材料，在该三维桁架式周期性多孔材料中，周期性地形 成有多个内孔，其特征在于，一部分所述内孔填充有固体材料。2.根据权利要求1所述的三维桁架式周期性多孔材料，其中，所述内孔以相同尺寸或 两种不同尺寸周期性地形成。3.根据权利要求2所述的三维桁架式周期性多孔材料，其中，所述内孔以相同尺寸周 期性地形成，并且所述固体材料被填充到交替选出的一部分所述内孔中。4.根据权利要求3所述的三维桁架式周期性多孔材料，其中，所述内孔以相同尺寸周 期性地形成，从而...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜基洲，边俊亨，
申请(专利权)人：全南大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：KR
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。