[實用新型]一種具有負泊松比效應的戒指

有效

• 申請號: 201922164029.4
• 申請日: 2019-12-05
• 公開（公告）號: CN211354130U
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 任鑫;黃婷婷;韓傳鎮
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: A44C9/02
• 分類號: A44C9/02;B33Y80/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 徐激波

本實用新型公開了一種具有負泊松比效應的戒指，包括戒指本體，所述戒指本體以金屬為基材的具有負泊松比效應的內凹六邊形結構；所述戒指本體為具有周期性交錯排列的內凹六邊形結構；所述戒指本體的半徑r和戒指本體的厚度d的滿足：4.67r/d7.14；所述戒指本體的高度h和戒指本體的半徑r的關系滿足：0.39h/r1.00；所述戒指本體的厚度d與戒指本體的高度h的關系滿足：0.14d/h0.40。本實用新型設計出的戒指被證明具有很強的新穎性和和實用性。

技術領域

本實用新型涉及一種通過設計具有負泊松比結構來設計具有負泊松比效應的戒指，屬于新材料和新結構領域。

背景技術

泊松比定義為單軸拉伸(或壓縮)時，橫向應變與縱向應變的比值。傳統材料在垂直于荷載方向上發生膨脹(收縮)，而負泊松比材料和結構具有特殊的力學性能，在單軸壓力(拉力)作用下發生橫向收縮(膨脹)。相較于傳統材料，負泊松比材料和結構由于其特殊的力學特性而具有諸多優異的性能，如優越的抗剪性、抗斷性、抗凹痕性能、吸聲和吸能性、曲面同向性等。正是由于這些優異的性能，負泊松比材料已應用于人工假體、紡織材料、傳感器、過濾器、防護墊、減震器和隔聲器等多個領域。近年來，負泊松比材料已引起極大關注并吸引越來越多的研究者加入負泊松比材料和結構的研究。

經過30多年的研究，負泊松比材料與結構已取得不少成果。負泊松比材料多為內部構造復雜的多孔結構，對制造的精度要求更高，傳統技術很難滿足其制作要求，因此真正運用于實際的負泊松比材料很少。而3D打印技術的出現擺脫了傳統制造技術對復雜結構制作工藝的限制。利用這一新技術，可以打印形狀復雜多變的負泊松比材料和結構。將具有更好力學性能的負泊松比材料設計和先進的3D打印技術結合，制造有實際應用的負泊松比產品，具有很強的實用價值。

戒指作為愛情和時尚的象征，已經成為人們生活中不可或缺的部分。但是我們經常會遇到一個問題，處于孕期或發胖時期佩戴戒指時，會感受到手指變粗帶來的壓力，而且在不損壞戒指的前提下很難把戒指拔出來，手指長時間處在壓迫情況下不免會讓我們感受到痛苦，此時的戒指就成為了負擔。而負泊松比材料拉脹壓縮的特殊性質，能夠讓負泊松比戒指相對于傳統戒指在受到手指對其內表面的徑向力作用時，不僅會發生徑向膨脹，而且會使戒指與手指接觸的截面面積增大，從而緩解孕婦和發胖人群的佩戴壓力以增強戒指的舒適性。更好地滿足實際應用的需求。

實用新型內容

本實用新型的目的是針對現有戒指的不足，利用負泊松比材料的特殊性質與金屬相結合設計制造出一種具有實用性的負泊松比戒指，設計的戒指能夠緩解發胖人群的佩戴壓力以增強戒指的舒適性。

本實用新型采用的技術方案為：一種具有負泊松比效應的戒指，包括戒指本體，所述戒指本體以金屬為基材的具有負泊松比效應的內凹六邊形結構；

所述戒指本體為具有周期性交錯排列的內凹六邊形結構；

所述戒指本體的半徑r和戒指本體的厚度d的關系滿足：4.67r/d7.14；

所述戒指本體的高度h 和戒指本體的半徑r的關系滿足：0.39h/r1.00；

所述戒指本體的厚度d與戒指本體的高度h的關系滿足：0.14d/h0.40。

所述戒指本體的內凹六邊形結構也可采用二維內凹三角形結構、旋轉矩形結構、反手性結構和手性結構等替代。

上述一種具有負泊松比效應的戒指的設計方法，包括以下步驟：

1)根據手指的大小確定戒指的尺寸，包括戒指本體高度h、戒指本體厚度d和戒指本體半徑r；

2)設計戒指具有周期性交錯排列的內凹六邊形結構，在確定其尺寸后以金屬材料為基材制造；

3)完成負泊松比戒指的整體設計，采用3D打印技術制作所設計的戒指，該戒指可緩解孕婦和發胖人群的佩戴壓力，符合實際使用的需求。