一种基于负泊松比结构的复合吸能结构.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CN112922995A(43)申请公布日2021.06.08(21)申请号201911244804.5(22)申请日2019.12.06(71)申请人同济大学地址200092上海市杨浦区四平路1239号(72)发明人严鹏飞严彪张雪霞(74)专利代理机构上海科盛知识产权代理有限公司31225代理人褚明伟(51)Int.Cl.F16F7/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图4页(54)发明名称一种基于负泊松比结构的复合吸能结构(57)摘要本发明涉及一种基于负泊松比结构的复合吸能结构，其特征在于，所述复合吸能结构包括内折六边形负泊松比结构区域与蜂窝型结构区域，所述内折六边形负泊松比结构区域与蜂窝型结构区域层状复合而成，为一种三维结构。与现有技术相比，本发明利用蜂窝型结构区域相对较柔，承担大变形吸能功能；而内折六边形负泊松比结构区域由于其较大的抗变形内力显得结构刚度更强，承担相对刚性的抗冲功能。将两种结构复合到一起，将实现吸能结构的“刚柔并济”，更高效的实现缓冲效能。CN112922995ACN112922995A权利要求书1/2页1.一种基于负泊松比结构的复合吸能结构，其特征在于，所述复合吸能结构包括内折六边形负泊松比结构区域与蜂窝型结构区域，所述内折六边形负泊松比结构区域与蜂窝型结构区域层状复合而成，为一种三维结构。2.根据权利要求1所述的一种基于负泊松比结构的复合吸能结构，其特征在于，所述蜂窝型结构区域由多层横向层状单体层层叠而成，其中，每一层的横向层状单体层由多个蜂窝型单体间隔连接组成，所述蜂窝型单体为六边形结构，由2条长度为a的底边和4条长度为b的侧壁构成，平行于底边的对角线长度为c，两条相邻侧壁夹角为α，横向层状单体层中相邻两个蜂窝型单体之间的连接线长度为a，与底边长度相等；相邻两层的横向层状单体层之间层叠的方式为底边与底边完全重合，即相邻两层的横向层状单体层之间层叠以后，在相邻两层的横向层状单体层之间还形成有新的横向层状单体层。3.根据权利要求2所述的一种基于负泊松比结构的复合吸能结构，其特征在于，所述蜂窝型单体壁厚为t，其中，a，b，c是指壁厚中位长度。4.根据权利要求2所述的一种基于负泊松比结构的复合吸能结构，其特征在于，所述内折六边形负泊松比结构区域由多层横向层状单体层层叠而成，其中，每一层的横向层状单体层由多个内折六边形单体间隔连接组成，所述内折六边形单体，由2条长度为c’的底边和4条长度为b’的侧壁构成，平行于底边的对角线长度为a’，两条相邻侧壁夹角为α’，横向层状单体层中相邻两个内折六边形单体之间的连接线长度为a’，与底边长度相等；相邻两层的横向层状单体层之间层叠的方式为底边与底边完全重合，即相邻两层的横向层状单体层之间层叠以后，在相邻两层的横向层状单体层之间还形成有新的横向层状单体层。5.根据权利要求4所述的一种基于负泊松比结构的复合吸能结构，其特征在于，所述内折六边形单体壁厚为t’，t＝t’，a’，b’，c’是指壁厚中位长度。6.根据权利要求4所述的一种基于负泊松比结构的复合吸能结构，其特征在于，所述内折六边形负泊松比结构区域与蜂窝型结构区域交替排列，内折六边形负泊松比结构区域与蜂窝型结构区域接触界面，所述内折六边形负泊松比结构区域的内折六边形单体与蜂窝型结构区域的蜂窝型单体相互插槽排列，即蜂窝型单体底边正对相邻两个内折六边形单体之间的槽中，同时，内折六边形单体的底边正对相邻两个蜂窝型单体之间的槽中。7.根据权利要求6所述的一种基于负泊松比结构的复合吸能结构，其特征在于，此种复合结构，所述蜂窝型单体与内折六边形单体的尺寸参数关系为：a＝a’，c＝c’和t＝t’。8.根据权利要求6所述的一种基于负泊松比结构的复合吸能结构，其特征在于，所述内折六边形负泊松比结构区域与蜂窝型结构区域交替排列时，所述内折六边形负泊松比结构区域与蜂窝型结构区域均至少有1个，所述内折六边形负泊松比结构区域中至少有横向层状单体层两层，所述蜂窝型结构区域中至少有横向层状单体层两层。9.根据权利要求4所述的一种基于负泊松比结构的复合吸能结构，其特征在于，所述内折六边形负泊松比结构区域与蜂窝型结构区域交替排列，内折六边形负泊松比结构区域与蜂窝型结构区域接触界面，所述内折六边形负泊松比结构区域的内折六边形单体与蜂窝型2CN112922995A权利要求书2/2页结构区域的蜂窝型单体拼接时，蜂窝型单体底边正位于相邻两个内折六边形单体相邻两个底边之间，同时，内折六边形单体的底边正位于相邻两个蜂窝型单体相邻两个底边之间，使得界面区域的特征为“平面0厚度”型，此种复合结构，所述蜂窝型单体与内折六边形单体的尺寸参数关系为：a＝a’，c＝c’和t＝t’。10.根据权利