[發明專利]一種基于負曲率桁架模型的負泊松比材料

有效

• 申請號: 201811299941.4
• 申請日: 2018-11-02
• 公開（公告）號: CN109519691B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 李曉艷;江鵬;吳王平;王知鷙;苗乃明
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: F16S5/00
• 分類號: F16S5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于負曲率桁架模型的負泊松比材料，屬于負泊松比材料領域。它包括Y方向直線排列的n個負曲率桁架模型，n個負曲率桁架模型結構完全相同，均包括二力剛桿A、采用鉸鏈B裝設于二力剛桿A一端的二力剛桿B、采用鉸鏈F裝設于二力剛桿B另一端的二力剛桿C、采用鉸鏈C裝設于二力剛桿C另一端的二力剛桿D、采用鉸鏈D裝設于二力剛桿D另一端的二力剛桿E、采用鉸鏈E裝設于二力剛桿E另一端的二力剛桿F；二力剛桿F的另一端與二力剛桿A的另一端相連；鉸鏈E與鉸鏈F分別與線性彈簧的兩端相連。本發明是一種單向拉伸作用下縱向與橫向同時伸長變形、基于負曲率桁架模型生成的二維負泊松比材料。

技術領域

本發明主要涉及負泊松比材料領域，特指一種基于負曲率桁架模型的負泊松比材料。

背景技術

現實生活中幾乎所有的材料泊松比值都為正,即這些材料在縱向拉伸時材料的橫向發生收縮變形。而負泊松比效應,是指受縱向拉伸時,材料在彈性范圍內發生橫向膨脹，而受縱向壓縮時,材料的橫向反而發生收縮。這種力學上具有負泊松效應的材料由于其奇特的性能而倍受材料科學家和物理學家們的重視。因此，從微觀結構上設計具有負泊松比效應的材料具有重要的知道意義。

發明內容

本發明需解決的技術問題是：針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種單向拉伸作用下縱向與橫向同時伸長變形、基于負曲率桁架模型生成的二維負泊松比材料。

為了解決上述問題，本發明提出的解決方案為：一種基于負曲率桁架模型的負泊松比材料，它包括Y方向直線排列的n個負曲率桁架模型，其結構特征在于：

所述n個負曲率桁架模型結構完全相同，均包括二力剛桿A、采用鉸鏈B裝設于所述二力剛桿A一端的二力剛桿B、采用鉸鏈F裝設于所述二力剛桿B另一端的二力剛桿C、采用鉸鏈C裝設于所述二力剛桿C另一端的二力剛桿D、采用鉸鏈D裝設于所述二力剛桿D14另一端的二力剛桿E、采用鉸鏈E裝設于所述二力剛桿E另一端的二力剛桿F；

所述二力剛桿F的另一端與所述二力剛桿A的另一端采用鉸鏈A相連；所述鉸鏈E與所述鉸鏈F分別與線性彈簧的兩端相連；

所述二力剛桿A與所述二力剛桿B所成夾角為銳角，所述二力剛桿A與所述二力剛桿F所成夾角為銳角，所述二力剛桿D與所述二力剛桿C所成夾角為銳角，所述二力剛桿D與所述二力剛桿E成夾角為銳角；

相鄰的兩個所述負曲率桁架模型中，前一個所述負曲率桁架模型中的所述鉸鏈D、鉸鏈C分別與后一個所述負曲率桁架模型中的所述鉸鏈A、鉸鏈B重合；

所述線性彈簧為可發生一定拉壓變形的線彈性纖維。

本發明與現有技術相比，具有如下優點和有益效果：

(1)本發明的一種基于負曲率桁架模型的負泊松比材料基于n個負曲率桁架模型，每個負曲率桁架模型均是由6根剛桿組成的六邊形組成，六邊形的中間兩個角度為鈍角，其余四個角度為銳角，從而使得中間鉸鏈處產生負曲率。當Y向拉伸時，X向將發生伸長，實現了負泊松比效果。

(2)本發明的負曲率桁架模型還設有線性彈簧用于恢復桁架的初始結構狀態，從而使得負曲率桁架模型呈現一定的線彈性狀態。由此可知，本發明是一種單向拉伸作用下縱向與橫向同時伸長變形、基于負曲率桁架模型生成的二維負泊松比材料。

附圖說明

圖1是本發明的一種基于負曲率桁架模型的負泊松比材料的結構原理示意圖。

圖2是本發明的負曲率桁架模型的結構原理示意圖。

圖中，4—負曲率桁架模型；11—二力剛桿A：12二力剛桿B；13—二力剛桿C；14—二力剛桿D；15—二力剛桿E；16—二力剛桿F；21—鉸鏈A；22—鉸鏈B；23—鉸鏈C；24—鉸鏈D；25—鉸鏈E；26—鉸鏈F；3—線性彈簧。

具體實施方式