一种具有回转特性的负泊松比单胞结构和蜂窝结构.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CN113669401A(43)申请公布日2021.11.19(21)申请号202110844062.0(22)申请日2021.07.26(71)申请人广州大学地址510006广东省广州市番禺区大学城外环西路230号(72)发明人李方义陈修杰(74)专利代理机构广州市华学知识产权代理有限公司44245代理人付茵茵(51)Int.Cl.F16F7/12(2006.01)G10K11/162(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图8页(54)发明名称一种具有回转特性的负泊松比单胞结构和蜂窝结构(57)摘要本发明涉及一种具有回转特性的负泊松比单胞结构，包括四个螺旋结构单元，四个螺旋结构单元呈矩形分布；螺旋结构单元包括两个回转结构单元，回转结构单元中，弧形杆的一端与转动臂的一端连接；第一延伸杆、第二延伸杆和第三延伸杆均与弧形杆连接且相切；两个回转结构单元的转动臂的另一端连接形成一根直杆，两个回转结构单元的弧形杆相对设置；两个回转结构单元中向外延伸的三根杆相互平行；相邻的螺旋结构单元通过相对应的第一延伸杆或第二延伸杆连接，相对的螺旋结构单元通过相对应的第三延伸杆连接。本发明还涉及一种具有回转特性的负泊松比蜂窝结构。本发明负泊松比特性效果明显，属于一种负泊松比结构。CN113669401ACN113669401A权利要求书1/1页1.一种具有回转特性的负泊松比单胞结构，其特征在于：包括四个螺旋结构单元，四个螺旋结构单元呈矩形分布；螺旋结构单元包括两个回转结构单元，回转结构单元包括转动臂、弧形杆、第一延伸杆、第二延伸杆、第三延伸杆；弧形杆的一端与转动臂的一端连接；弧形杆分为第一弧形段、第二弧形段和第三弧形段；第一延伸杆的一端与第一弧形段连接，第一延伸杆与第一弧形段相切；第二延伸杆的一端与第二弧形段连接，第二延伸杆与第二弧形段相切；第三延伸杆的一端与第三弧形段连接，第三延伸杆与第三弧形段相切；两个回转结构单元的转动臂的另一端连接形成一根直杆，两个回转结构单元的弧形杆相对设置；两个回转结构单元的第一延伸杆相互平行，两个回转结构单元的第二延伸杆相互平行，两个回转结构单元的第三延伸杆相互平行；四个螺旋结构单元中，相邻的螺旋结构单元通过相对应的第一延伸杆或第二延伸杆连接，相对的螺旋结构单元通过相对应的第三延伸杆连接。2.按照权利要求1所述的一种具有回转特性的负泊松比单胞结构，其特征在于：回转结构单元中，第一延伸杆和第二延伸杆的延长线相互垂直。3.按照权利要求1所述的一种具有回转特性的负泊松比单胞结构，其特征在于：螺旋结构单元中，两个弧形杆的外侧面均为外凸的弧形面。4.按照权利要求1所述的一种具有回转特性的负泊松比单胞结构，其特征在于：转动臂、弧形杆、第一延伸杆、第二延伸杆和第三延伸杆均为实心结构。5.按照权利要求1所述的一种具有回转特性的负泊松比单胞结构，其特征在于：第一弧形段的半径为r1，第二弧形段的半径为r2，第三弧形段的半径为r3，r1＜r2＜r3。6.按照权利要求5所述的一种具有回转特性的负泊松比单胞结构，其特征在于：第一弧形段的圆心和第三弧形段的圆心重合。7.按照权利要求1所述的一种具有回转特性的负泊松比单胞结构，其特征在于：单胞结构采用增材制造技术制成；单胞结构采用金属铝制备形成。8.一种具有回转特性的负泊松比蜂窝结构，采用权利要求1‑7中任一项所述的一种具有回转特性的负泊松比单胞结构，其特征在于：蜂窝结构通过多个结构相同的单胞结构在同一平面上阵列形成。2CN113669401A说明书1/5页一种具有回转特性的负泊松比单胞结构和蜂窝结构技术领域[0001]本发明涉及一种负泊松比结构，具体涉及一种具有回转特性的负泊松比单胞结构和蜂窝结构。背景技术[0002]负泊松比效应，是指受拉伸时，材料在弹性范围内横向发生膨胀，而受压缩时，材料在弹性范围内横向发生收缩的现象。负泊松比结构在承受轴向载荷时，却表现出相反的特性，其泊松比为负值。该特性产生的宏观效应就是所述材料在受载时局部密度增加可以聚集更多材料抵抗载荷，从而产生更高的弹性模量、剪切模量、剪切模量、储能模量，更好的回弹韧性和抗断裂性能，且在载荷作用下随着负泊松比效应的增强而提高。因此负泊松比材料结构在抗冲击、耐变形破坏部件设计领域具有广泛的应用前景。[0003]负泊松比材料由于有着不同于普通材料的独特性质，负泊松比材料的剪切模量、材料的抗缺口性能、抗断裂性能以及材料的回弹韧性都有着明显的提高。负泊松比材料的应用涉及多个领域，负泊松比材料用于制造夹芯板时，由于受弯时是向外膨胀从而吸收更多的能量，使夹芯板安全性能大大提高；负泊松比泡沫具有特殊的弹性和对声音的吸收能力,可以用于制造隔音材料；穿戴设备类肤部件采用负泊松比材