[發明專利]一種具有負泊松比性能的試件

無效

• 申請號: 201010624100.3
• 申請日: 2010-12-31
• 公開（公告）號: CN102175512A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 徐曼瓊;馮杰;董若宇;鄭裕東
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00;G01N1/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種具有負泊松比性能的試件，該具有負泊松比性能的試件可廣泛應用于復合板材、深水作業、航天航空等領域。

背景技術

在我們所常用的試件材料當中，其泊松比的范圍大部分都是在0～0.5之內，其中絕大多數試件材料的泊松比都在0.2～0.4之間，盡管如此，仍然存在少數的試件材料具有負泊松比的性質，例如：單晶硫化礦的泊松比為-0.14、α-cristobalite的泊松比也可達到-0.5，理論上，負泊松比的特殊性質早在1968年由B.M.Lempriere利用彈性應變能理論證明，同向性材料的泊松比范圍為-1～0.5，而非同向性材料的泊松比范圍則必須符合：的條件。

通常，泊松比μ的定義如下：

μ=-ϵxϵy]]>

其中，ε_x為材料的橫向應變；ε_y為材料的縱向應變，當一般材料受拉伸載荷時，兩側收縮；反之，受壓縮時，兩側膨脹，因此一般試件材料的泊松比都是正值，而負泊松比試件材料因具有沖擊吸收力、損壞抵抗力、凹陷抵抗力等特性，所以這類試件材料與其他材料相比具有很大的優勢。

本發明所要介紹的則是一種有別于常規試件材料的具有負泊松比性質的結構材料，此試件的負泊松比特性，并非來自試件材料本身的機械性質，而是由于試件的特殊結構。

發明內容

本發明涉及一種具有負泊松比性能的試件，所述試件是在基底材料1內嵌入多個弧形體2，所述試件左右兩側的弧形體2呈鏡像對稱分布，所述試件同一側的弧形體2彎曲弧度相同，且等間隔分布。

所述弧形體2的彈性模量、剛度與基底材料1不同，在所述試件的基底材料1固化過程中，在所述試件的受力方向上嵌入弧形體2，或者在所述試件基底材料1固化后，拔出在所述試件的受力方向上嵌入的弧形體2，或者在整塊基底材料1的試件上，通過強化、機械加工出彈性模量、剛度與基底材料1不同的弧形體2，或者通過化學反應形成彈性模量、剛度與基底材料1不同的弧形體2。

所述弧形體2包含纖維增強的弧形體3，在所述試件的基底材料1固化過程中，在所述試件的受力方向上，使纖維等間隔地沿弧形狀摻雜于基底材料1內。

所述纖維增強的弧形體3，包含人工制備試件，和通電線匝5產生磁場6使磁性纖維4彎曲定向排布制備試件。

所述弧形體2包含氣泡削弱的弧形體7，在所述試件的基底材料1固化前，在所述試件的受力方向上，沿等間隔的弧形狀攪動液態基底材料1，使氣泡沿等間隔的弧形狀產生。

所述弧形體2包含弧形狀的縫隙8，在所述試件的受力方向上挖出弧形狀等間隔縫隙8，或者在基底材料1固化后抽出預先嵌入的弧形體2。

所述弧形體2包含多級彎曲的弧形體9，每一級的彎曲都是由更細一級的彎曲組成。

所述弧形體2包含多弧度彎曲的弧形體10，在所述試件的受力方向上有多個弧度。

所述弧形體2包含魚鱗狀的弧形體11，在所述試件的受力方向上有多個魚鱗狀排列的弧度。

附圖說明

附圖1本發明具有負泊松比性能的試件其結構示意圖；

附圖2具有負泊松比性能的試件其結構示意圖，其中的弧形體2包含纖維增強的弧形體3；

附圖3具有負泊松比性能的試件其結構示意圖，其中的弧形體2為纖維增強弧形體3時，纖維彎曲定向排布包含通電線匝5產生磁場6使磁性纖維4彎曲定向排布；

附圖4具有負泊松比性能的試件其結構示意圖，其中的弧形體2包含氣泡削弱基底形成的弧形體7；

附圖5具有負泊松比性能的試件其結構示意圖，其中的弧形體2包含縫隙8；

附圖6具有負泊松比性能的試件其結構示意圖，其中的弧形體2包含多級彎曲的弧形體9；

附圖7具有負泊松比性能的試件其結構示意圖，其中的弧形體2包含多弧度彎曲的弧形體10；

附圖8具有負泊松比性能的試件其結構示意圖，其中的弧形體2包含魚鱗狀的弧形體11；

附圖9具有負泊松比性能的試件制備裝置示意圖；

附圖10負泊松比性能試件其性能測試時電阻應變計的布片示意圖。

具體實施方式