三维负泊松比沙漏型结构及基于该结构的蜂窝组合结构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113968197A(43)申请公布日2022.01.25(21)申请号202111499112.2(22)申请日2021.12.09(71)申请人广州大学地址510006广东省广州市大学城外环西路230号(72)发明人李方义张强陈远文(74)专利代理机构北京八月瓜知识产权代理有限公司11543代理人张志良(51)Int.Cl.B60R19/34(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图5页(54)发明名称三维负泊松比沙漏型结构及基于该结构的蜂窝组合结构(57)摘要本发明涉及材料结构技术领域，尤其是涉及一种三维负泊松比沙漏型结构。包括交叉重合放置的内凹结构体，所述内凹结构体包括两条平行放置的顶杆和底杆，所述顶杆和底杆通过倾斜立杆连接，所述倾斜立杆包括互成夹角的第一立杆和第二立杆，所述第一立杆和第二立杆的交点之间通过中间水平杆连接，所述第一立杆和第二立杆均设有弯折处，所述弯折处上方的立杆为上斜杆，所述弯折处下方的立杆为下斜杆。本发明还提供基于该结构的蜂窝组合结构以及组合方法。在冲击变形过程中，轴面面积增加能够抵消和缓冲外部载荷的压力，压力的变化将会变得特别平缓，大大提高了冲击碰撞时的稳定性。CN113968197ACN113968197A权利要求书1/1页1.一种三维负泊松比沙漏型结构，其特征在于，包括交叉重合放置的内凹结构体，所述内凹结构体包括两条平行放置的顶杆和底杆，所述顶杆和底杆通过倾斜立杆连接，所述倾斜立杆包括互成夹角的第一立杆和第二立杆，所述第一立杆和第二立杆的交点之间通过中间水平杆连接，所述第一立杆和第二立杆均设有弯折处，所述弯折处上方的立杆为上斜杆，所述弯折处下方的立杆为下斜杆。2.根据权利要求1所述的三维负泊松比沙漏型结构，其特征在于，所述内凹结构体设置两个，两个所述内凹结构体垂直重合放置。3.根据权利要求2所述的三维负泊松比沙漏型结构，其特征在于，两个所述内凹结构体的高度和厚度均相等。4.根据权利要求3所述的三维负泊松比沙漏型结构，其特征在于，所述第一立杆和第二立杆上的弯折处的高度和厚度均相等。5.根据权利要求1所述的三维负泊松比沙漏型结构，其特征在于，所述第一立杆和所述第二立杆的长度相同。6.根据权利要求1所述的三维负泊松比沙漏型结构，其特征在于，所述上斜杆和所述下斜杆的长度相同。7.一种基于权利要求1‑6任一所述的三维负泊松比沙漏型结构的蜂窝组合结构，其特征在于，包括多个所述三维负泊松比沙漏型结构组成，一个三维负泊松比沙漏型结构的顶杆和底杆的边缘面分别与相邻的三维负泊松比沙漏型结构的中间水平杆边缘面相连。8.根据权利要求7所述的三维负泊松比沙漏型结构的蜂窝组合结构，其特征在于，各个所述三维负泊松比沙漏型结构的大小相同。9.一种权利要求8所述的三维负泊松比沙漏型结构的蜂窝组合结构的组合方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：两个内凹结构体重合放置，其中一个内凹结构体沿直边中线方向旋转γ°，形成三维负泊松比沙漏型结构；S2：将三维负泊松比沙漏型结构的一条顶杆边缘面与一个三维负泊松比沙漏型结构的一条中间水平杆边缘面相连，一个底杆边缘面与另一个三维负泊松比沙漏型结构的中间水平杆边缘面相连，根据上述结合方式，通过空间方向拓展进一步重复排列形成蜂窝结构。10.根据权利要求9所述的三维负泊松比沙漏型结构的蜂窝组合结构的组合方法，其特征在于，所述γ°为90°。2CN113968197A说明书1/4页三维负泊松比沙漏型结构及基于该结构的蜂窝组合结构技术领域[0001]本发明涉及材料结构技术领域，尤其是涉及一种三维负泊松比沙漏型结构及基于该结构的蜂窝组合结构。背景技术[0002]最早，泊松比概念是由著名法国数学家西蒙·泊松提出的，而负泊松比是1987年，PoderickLakes在偶然实验期间发现了负泊松比效应，从此，负泊松比领域的研究开始发展起来。[0003]近年来，由于负泊松比材料具有不同于普通材料的独特性质，在很多方面具备了其他材料所不能比拟的优势，特别是材料的物理机械性能、材料的抗缺口性能、材料的剪切模量、材料的回弹韧性以及抗断裂性能都有所提高。材料的泊松比会影响应力波的传输和反射，因此负泊松比材料应用广泛，比如制造紧固件或安全带、隔音材料等，在受外力时材料的横向膨胀可以抵消外力的作用，从而提高这些部件的抗负荷能力。负泊松比材料还可以应用到汽车各个部位，比如可用于汽车车体、负泊松比轮胎、汽车前端吸能盒、A、B、C柱填充结构等等，负泊松比结构材料还可以应用作防弹背心、护胫、护膝、护套等等，可以大大提高包裹性，提高舒适能力。[0004]泊松比是指材料在单向受拉(受压)时，横向正应变与轴向正应变绝对值的比值，也叫横向变形系数，它是反映材料横向变形