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(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115419670A(43)申请公布日2022.12.02(21)申请号202210869555.4(22)申请日2022.07.21(71)申请人武汉科技大学地址430081湖北省武汉市青山区和平大道947号(72)发明人张威王慧玲颜芝邵俊华(74)专利代理机构武汉泰山北斗专利代理事务所(特殊普通合伙)42250专利代理师程千慧(51)Int.Cl.F16F7/12(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图8页(54)发明名称一种X型负泊松比蜂窝结构(57)摘要本发明涉及一种X型负泊松比蜂窝结构,包括多个在同一平面内周期性排列的X形单胞,且左右相邻的X形单胞之间没有间隙,上下两个相邻的X形单胞之间形成菱形间隙;X形单胞包括四个水平胞壁、四个长倾斜胞壁和四个短倾斜胞壁,每两个长倾斜胞壁相互连接形成内凹箭头结构且对称分布于X形单胞的左右两侧,每两个短倾斜胞壁相互连接形成内凹折弯结构且对称分布于X形单胞的上下两侧,所述水平胞壁的两端分别与同一侧的长倾斜胞壁和短倾斜胞壁的顶端或底端连接。本发明在竖直方向和水平方向加载时均有很明显的负泊松比效应,相较于传统内凹六边形蜂窝结构,增加了结构的变形稳定性、平台应力以及能量吸收性能。CN115419670ACN115419670A权利要求书1/1页1.一种X型负泊松比蜂窝结构,其特征在于,包括多个在同一平面内周期性排列的X形单胞(1),且左右相邻的X形单胞(1)之间没有间隙,上下两个相邻的X形单胞(1)之间形成菱形间隙;X形单胞(1)包括四个水平胞壁(11)、四个长倾斜胞壁(12)和四个短倾斜胞壁(13),每两个长倾斜胞壁(12)相互连接形成内凹箭头结构且对称分布于X形单胞(1)的左右两侧,每两个短倾斜胞壁(13)相互连接形成内凹折弯结构且对称分布于X形单胞(1)的上下两侧,所述水平胞壁(11)的两端分别与同一侧的长倾斜胞壁(12)和短倾斜胞壁(13)的顶端或底端连接,所述X形单胞(1)中心形成一个X形封闭区域。2.根据权利要求1所述的X型负泊松比蜂窝结构,其特征在于,上下相邻的两个X形单胞(1)共用两个水平胞壁(11),左右相邻的两个X形单胞(1)共用一个长倾斜胞壁(12)。3.根据权利要求1所述的X型负泊松比蜂窝结构,其特征在于,水平胞壁(11)的长度小于长倾斜胞壁(12)的长度。4.根据权利要求1所述的X型负泊松比蜂窝结构,其特征在于,左右对称的两个内凹箭头结构的顶角不接触,上下对称的两个内凹折弯结构的顶角不接触。5.根据权利要求1所述的X型负泊松比蜂窝结构,其特征在于,所述水平胞壁(11)和长倾斜胞壁(12)的壁厚均为短倾斜胞壁(13)的壁厚的一半。6.根据权利要求1所述的X型负泊松比蜂窝结构,其特征在于,所述水平胞壁(11)、长倾斜胞壁(12)和短倾斜胞壁(13)的截面均为矩形。7.根据权利要求1所述的X型负泊松比蜂窝结构,其特征在于,所述X形单胞(1)由不锈钢、尼龙或铝合金制成。2CN115419670A说明书1/5页一种X型负泊松比蜂窝结构技术领域[0001]本发明涉及力学超材料设计技术领域,具体的讲是一种X型负泊松比蜂窝结构。背景技术[0002]蜂窝结构作为典型的仿生结构,由于其较高的面外刚度、较轻的质量以及优异的力学性能可设计性,常制成夹芯结构作为承重或者次承重结构应用于航空航天和交通运输等领域。按照泊松比特性不同,蜂窝结构可以分为正泊松比蜂窝结构、零泊松比蜂窝结构和负泊松比蜂窝结构。[0003]对于常规材料,在受到轴向拉伸(压缩)时表现为横向收缩(膨胀),而负泊松比材料则表现相反,在受到轴向拉伸(压缩)时表现为横向膨胀(收缩)。这种反常的力学性质使得负泊松比蜂窝结构具有独特的机械性能,包括增强的抗剪切力、抗压痕、抗冲击、耐撞性能、吸能能力等,在汽车、航空航天、包装等领域有着广泛的应用前景。[0004]负泊松比蜂窝结构的整体力学性能高度依赖于其单胞结构;在载荷作用下,不同的单胞结构对力学行为产生了显著影响。常见的传统负泊松比单胞结构主要包括:双箭头结构、内凹六边形结构、星型结构、手性/反手性结构等。[0005]随着增材制造技术的发展,具有复杂结构的负泊松比蜂窝结构的制备问题得到了有效的解决。目前研究者已经提出多种新型单胞结构,但是一些单胞结构构成的蜂窝仅在一个方向上加载时存在负泊松比效应,另一个方向加载时没有负泊松比效应或效应不明显,能量吸收能力较弱等问题,其力学性能满足不了实际工程的应用需求。[0006]因此,设计新的单胞结构,实现两个方向上的负泊松比效应,增强结构稳定性,提高平台应力和能量吸收能力具有重要的意义。发明内容[0007]本发明要解决的技术问题是针对以上不足,提供一种X型负泊松比蜂窝结构,本发明