[發明專利]一種負泊松比結構的緩沖器

有效

• 申請號: 201910292379.0
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN109944891B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 仲梁維;倪靜;李震宇
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: F16F1/36
• 分類號: F16F1/36;F16F1/373;F16F1/44;F16F1/46
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

一種負泊松比結構的緩沖器，其特征在于，包括：兩個平行設置的圓環形板；以及桿型胞元體，設置在兩個圓環形板之間，為負泊松比結構，由多個桿型胞元部按照以圓環形板的中心軸為軸心，以角度α為間隔的圓周陣列的方式進行排布，其中，0°α360°，桿型胞元部包括至少一個桿型胞元單元，桿型胞元單元包括至少三個圓桿，圓桿為M形，包括順次連接的第一桿部、呈V形的第二桿部以及第三桿部，第一桿部的遠離第二桿部的一端作為第一連接端，第三桿部的遠離第二桿部的一端作為第二連接端，多個第一連接端對應連接并且多個第二連接端對應連接使得多個圓桿形成中心對稱的結構。

技術領域

本發明涉及減振技術領域，具體涉及一種負泊松比結構的緩沖器。

背景技術

隨著科技的進步和3D打印技術的發展,越來越多的新材料被發現并被廣泛應用，其中一種是泊松比結構的材料。

泊松比是指在材料的比例極限內，由均勻分布的縱向應力所引起的橫向應變與相應的縱向應變之比的絕對值。常規材料在受到拉伸(或壓縮)時，在垂直受力方向上會發生收縮(或膨脹)，這種材料稱為正泊松比材料；與之相反，有些材料在垂直于受力的方向上發生膨脹(或收縮)變形，稱為負泊松比材料。

長久以來，正泊松比結構被廣泛地應用于減震裝置領域，并取得了不錯的效果，但是隨著人們生活水平的提高，和物質需求的提升，正泊松比結構減震器的性能不能滿足人們的需求，此時大家開始尋找各種材料改善減震裝置的性能，經研究發現負泊松比結構的材料有著特殊的性質，是一種很好的減震裝置材料。

這里選擇兩種外形尺寸相同的正泊松比模型進行參數舉例，兩種正泊松比模型的結構分別如圖19和20所示，兩種正泊松比模型的材料均為不銹鋼，密度均為7980kg/m³，泊松比均為0.3，彈性模量均為193GPa，用有限元軟件對設定的兩種模型進行分析，約束方式均為一端固定，另一端單方向施加力，壓力均為300N。這兩種正泊松比模型的測試參數如表1所示。

表1數據結果表

然而，上述傳統正泊松比結構的緩沖器存在孔隙率低、質量偏重、形變量偏大和承受最大應力值較小的問題。

發明內容

本發明是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供一種負泊松比結構的緩沖器。

本發明提供了一種負泊松比結構的緩沖器，具有這樣的特征，包括：兩個平行設置的圓環形板；以及桿型胞元體，設置在兩個圓環形板之間，為負泊松比結構，由多個桿型胞元部按照以圓環形板的中心軸為軸心，以角度α為間隔的圓周陣列的方式進行排布，其中，0°α360°，桿型胞元部包括至少一個桿型胞元單元，桿型胞元單元包括至少三個圓桿，圓桿為M形，包括順次連接的第一桿部、呈V形的第二桿部以及第三桿部，第一桿部的遠離第二桿部的一端作為第一連接端，第三桿部的遠離第二桿部的一端作為第二連接端，多個第一連接端對應連接并且多個第二連接端對應連接使得多個圓桿形成中心對稱的結構。

在本發明提供的一種負泊松比結構的緩沖器中，還可以具有這樣的特征：其中，桿型胞元單元包括三個圓桿。

在本發明提供的一種負泊松比結構的緩沖器中，還可以具有這樣的特征：其中，桿型胞元單元包括四個圓桿。

在本發明提供的一種負泊松比結構的緩沖器中，還可以具有這樣的特征：其中，桿型胞元單元包括六個圓桿。

在本發明提供的一種負泊松比結構的緩沖器中，還可以具有這樣的特征：其中，桿型胞元部包括至少兩個桿型胞元單元，多個桿型胞元單元依次連接并且中心軸重合。

在本發明提供的一種負泊松比結構的緩沖器中，還可以具有這樣的特征：其中，桿型胞元部包括多個桿型胞元單元，多個桿型胞元單元具有相同數目的圓桿。