[發明專利]一種含異形孔洞的低孔隙率負泊松比結構

有效

• 申請號: 201710339870.5
• 申請日: 2017-05-15
• 公開（公告）號: CN107016220B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 陳文炯;汪嘉興;劉書田
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/17;G06F119/18;F16S5/00;F01D25/12
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅;李洪福

1.一種含異形孔洞的低孔隙率負泊松比結構，其特征在于：包括實體結構，以及排列在所述實體結構上的多個異形孔；

所述異形孔為具有兩條對稱軸的軸對稱圖形；所述異形孔由兩條對稱設置的外凸輪廓線和兩條對稱設置的內凹輪廓線圍合而成；所述外凸輪廓線和所述內凹輪廓線均為正弦曲線的半個周期；

所述外凸輪廓線對應的方程為：

y＝A₁ sin(ω₁x) (1)

所述內凹輪廓線對應的方程為：

y＝A₂ sin(ω₂x) (2)

其中，A₁、A₂分別為所述外凸輪廓線和所述內凹輪廓線的幅值，ω₁、ω₂分別為所述外凸輪廓線和所述內凹輪廓線的角頻率，且L₁、L₂分別為所述外凸輪廓線和所述內凹輪廓線的弦長；

L₁、L₂和A₁、A₂之間滿足如下關系：

其中，q為所述異形孔的長細比；

A₂滿足如下關系：

其中，L₀為橫截面呈正方形的單胞的邊長，ψ為橫截面呈正方形的單胞的孔隙率；

所述多個異形孔的中心點按矩陣排布，中心點位于奇數行奇數列和偶數行偶數列的所述異形孔呈豎直設置或呈水平設置，中心點位于奇數行偶數列和偶數行奇數列的所述異形孔與中心點位于奇數行奇數列和偶數行偶數列的所述異形孔的設置方式相反；

所述含異形孔洞的低孔隙率負泊松比結構由多個周期性排布的單胞組成，所述單胞的橫截面為正方形；

橫截面呈正方形的單胞具有中心孔，所述中心孔為所述呈水平設置的異形孔或所述呈豎直設置的異形孔；

當所述中心孔為所述呈水平設置的異形孔時，所述橫截面呈正方形的單胞的四個頂點分別為與所述中心孔相鄰的四個呈水平設置的異形孔的中心點；

當所述中心孔為所述呈豎直設置的異形孔時，所述橫截面呈正方形的單胞的四個頂點分別為與所述中心孔相鄰的四個呈豎直設置的異形孔的中心點。

2.根據權利要求1所述的含異形孔洞的低孔隙率負泊松比結構，其特征在于：所述外凸輪廓線的弦長和所述內凹輪廓線的弦長滿足如下關系：

L₂＞L₁ (5)。

3.根據權利要求1所述的含異形孔洞的低孔隙率負泊松比結構，其特征在于：所述橫截面呈正方形的單胞的孔隙率ψ≤10％。

4.根據權利要求1所述的含異形孔洞的低孔隙率負泊松比結構，其特征在于：所述實體結構的材質為線彈性材料、彈塑性材料或超彈性材料。

5.根據權利要求1所述的含異形孔洞的低孔隙率負泊松比結構，其特征在于：所述含異形孔洞的低孔隙率負泊松比結構通過傳統制造加工工藝或增材制造技術進行加工制備。

6.根據權利要求1所述的含異形孔洞的低孔隙率負泊松比結構，其特征在于：所述單胞數量為所述含異形孔洞的低孔隙率負泊松比結構的周期數，所述周期數可以根據應用進行改變。