[发明专利]一种具有正负泊松比的单元体、三维细胞单元体、结构体

说明书

本发明实施例公开了一种具有正负泊松比的单元体，包括四个三角形单元体以及两个支柱体，所述四个三角形单元体的边角处闭环连接并排列成左右对称结构，所述两个支柱体下端分别连接于对向侧上的两个所述三角形单元体的连接处，所述单元体具有与拉伸/压缩相关的正负泊松比。本发明还提供了由上述单元体构成的三维细胞单元体，以及由三维细胞单元体构成的结构体。采用本发明，通过结构设计使得结构具有与拉伸/压缩相关的±泊松比，以快速的实现具有与拉伸/压缩相关的±泊松比结构的设计及应用。

技术领域

本发明涉及结构设计领域，尤其涉及一种具有正负泊松比的单元体、三维细胞单元体、结构体。

背景技术

常规材料具有正泊松比，即横截面尺寸在压缩下增加，在拉伸下减小，而超材料通常具有负泊松比，即横截面尺寸在压缩下减小，在拉伸下增加，现有技术中并没有一种结构设计使得其同时具有正负松比特性，使现有的结构在应用上存在应用上的限定，不利于在更广阔的领域中开拓应用。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种具有正负泊松比的单元体、三维细胞单元体、结构体。可使材料结构同时具有正负泊松比。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种具有正负泊松比的单元体，包括四个三角形单元体以及两个支柱体，所述四个三角形单元体的边角处闭环连接并排列成左右对称结构，所述两个支柱体下端分别连接于对向侧上的两个所述三角形单元体的连接处，所述单元体具有与拉伸/压缩相关的正负泊松比。

其中，所述四个三角形单元体均为等腰三角形结构体。

其中，所述四个三角形单元体具有中心菱形间隙。

其中，所述四个三角形单元体连接整体的一对向侧面的两个三角形单元体的外侧面为平行关系。

其中，所述支柱体连接处于所述平面上的两个所述三角形单元体之间的连接处。

进一步地，所述支柱体连接与所述平面异向的两个所述三角形单元体之间的连接处。

本发明实施例还提供了一种具有正负泊松比的三维细胞单元体，包括上述的单元体，两个所述单元体以所述对称轴为同对称轴正交连接于一体结构。

本发明实施例还提供了一种具有正负泊松比的结构体，包括上述的三维细胞单元体，若干所述三维细胞单元体在立体空间中的所述四个三角形单元的边角相连接成一体结构形成。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：本发明通过结构设计使得结构具有与拉伸/压缩相关的±泊松比，以快速的实现具有与拉伸/压缩相关的±泊松比结构的设计及应用。

附图说明

图1是具有正负泊松比超材料的单元体的结构示意图；

图2是水平方向变形测量追踪点位置的示意图；

图3是单元体(二维细胞单元模型)的7个接触区域的示意图；

图4是三维细胞单元体的结构示意图；

图5是本发明结构体的结构示意图；

图6是不连续且与拉伸/压缩相关的正/负泊松比超材料的变形照片和理论模型、有限元分析和实验实测数据的曲线

图7-9是线性(树脂，Resin)和超弹性(橡胶，Rubber)材料单元模型的水平尺寸(w)与垂直变形位移(△h)的关系，其中单元模型的设计角分别为(a)α＝60°；(b)α＝90°；(c)α＝120°

图10是连接盘的示意图；

图11是不同直径连接盘单元模型的水平尺寸(w)与垂直变形位移(△h)的关系，其中设计角α＝60°，连接盘直径分别为1mm,2mm,3mm。

具体实施方式