[實(shí)用新型]在三個(gè)主方向具有等效彈性性能的三維零泊松比蜂窩結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201921635318.1
• 申請(qǐng)日: 2019-09-27
• 公開（公告）號(hào): CN210742943U
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張文志;揭典民;李智威;宋楠欣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 五邑大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 關(guān)達(dá)津

本實(shí)用新型公開了一種在三個(gè)主方向具有等效彈性性能的三維零泊松比蜂窩結(jié)構(gòu)，括正六面體基礎(chǔ)單元，所述正六面體基礎(chǔ)單元由六個(gè)大小與結(jié)構(gòu)都相同的二維內(nèi)凹八邊型的星型結(jié)構(gòu)圍成，三維零泊松比蜂窩結(jié)構(gòu)具有三維結(jié)構(gòu)，且在三個(gè)主軸方向上均具備零泊松比效應(yīng)和相同的等效彈形模量，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制備方便，應(yīng)用范圍更加廣闊。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及超材料領(lǐng)域，特別涉及一種在三個(gè)主方向具有等效彈性性能的三維零泊松比蜂窩結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

“超材料”根據(jù)一般文獻(xiàn)給出的定義為：一類具有天然材料所不具備的超常物理性質(zhì)的人工復(fù)合結(jié)構(gòu)或材料。拉脹超材料作為超材料的一個(gè)分支，其主要的一個(gè)超常物理性質(zhì)是具備超常泊松比效應(yīng)。所謂超常泊松比，包括了負(fù)泊松比和零泊松比。根據(jù)泊松比的計(jì)算公式：

其中，εx表示材料的橫向應(yīng)變，εy表示材料的縱向應(yīng)變；

當(dāng)泊松比為負(fù)值時(shí)，表示該材料在受拉(或受壓)下，垂直荷載方向的應(yīng)變與平行荷載方向的應(yīng)變的正負(fù)號(hào)一致，即它的各個(gè)方向均在膨脹(或收縮)。當(dāng)泊松比為零時(shí)，表示該材料在受拉(或受壓)下，垂直荷載方向的應(yīng)變一直為零，即它的各個(gè)方向均沒有變形。

目前零泊松比超材料普遍存在的問題：

(1)零泊松比超材料多見于二維結(jié)構(gòu)，三維的零泊松比超材料種類不多；

(2)細(xì)觀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制備上存在一定的困難；

(3)目前三維零泊松比的結(jié)構(gòu)有些只有一個(gè)方向呈現(xiàn)出零泊松比效應(yīng)，較少三個(gè)方向皆呈現(xiàn)零泊松比效應(yīng)，在三個(gè)主方向具有等效彈性模量的零泊松比結(jié)構(gòu)更為少見。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本實(shí)用新型提出一種在三個(gè)主方向具有等效彈性性能的三維零泊松比蜂窩結(jié)構(gòu)，作為三維材料，在三個(gè)主軸方向上均具備零泊松比效應(yīng)和相同的等效彈形模量，應(yīng)用范圍更加廣闊。

根據(jù)本實(shí)用新型的第一方面實(shí)施例的在三個(gè)主方向具有等效彈性性能的三維零泊松比蜂窩結(jié)構(gòu)，括正六面體基礎(chǔ)單元，所述正六面體基礎(chǔ)單元由六個(gè)大小與結(jié)構(gòu)都相同的二維內(nèi)凹八邊型的星型結(jié)構(gòu)圍成。

根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的在三個(gè)主方向具有等效彈性性能的三維零泊松比蜂窩結(jié)構(gòu)，至少具有如下有益效果：具有三維結(jié)構(gòu)，且在三個(gè)主軸方向上均具備零泊松比效應(yīng)和相同的等效彈形模量，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制備方便，應(yīng)用范圍更加廣闊。

根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，所述星型結(jié)構(gòu)之間兩兩垂直，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，保證了三個(gè)主軸方向上的零泊松比效應(yīng)和相同的等效彈形模量。

根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，所述三維零泊松比蜂窩結(jié)構(gòu)由若干正六面體基礎(chǔ)單元組成。

根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，所述三維零泊松比蜂窩結(jié)構(gòu)由若干正六面體基礎(chǔ)單元在水平方向和垂直方向堆疊而成，多個(gè)正六面體基礎(chǔ)單元同時(shí)受壓，保證了三維零泊松比蜂窩結(jié)構(gòu)整體的在各個(gè)方向上的零泊松比效應(yīng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制備，應(yīng)用范圍更加廣闊。

根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，所述三維零泊松比蜂窩結(jié)構(gòu)由3D打印機(jī)制備，制備簡(jiǎn)單，成本較低。

本實(shí)用新型的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。

附圖說明

本實(shí)用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的正六面體基礎(chǔ)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1示出的正六面體基礎(chǔ)單元星型結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；