[发明专利]双稳态胞元及具有多层级结构的多稳态力学结构

权利要求书

1.一种双稳态胞元，其特征在于，所述双稳态胞元(11)为中空的回转体，所述双稳态胞元(11)的轴向中间部分的径向尺寸大于轴向两端部分的径向尺寸，

所述双稳态胞元(11)包括：

第一圆台部(111)，所述第一圆台部(111)的内侧面与垂直于所述双稳态胞元(11)的轴向的平面的夹角为45至70度；

第二圆台部(112)，所述第二圆台部(112)的内侧面与垂直于所述双稳态胞元(11)的轴向的平面的夹角为50至85度；

第一弧面部(113)，通过所述第一弧面部(113)使所述第一圆台部(111)和所述第二圆台部(112)连续过渡地连接，所述第一弧面部(113)的壁厚小于所述第一圆台部(111)和/或所述第二圆台部(112)的壁厚，

在所述双稳态胞元(11)受到轴向压缩载荷时，所述第一圆台部(111)能以所述第一弧面部(113)为转折点翻折伸入到该双稳态胞元(11)的第二圆台部（112）中，从而使所述双稳态胞元(11)的轴向长度减小。

2.根据权利要求1所述的双稳态胞元，其特征在于，所述双稳态胞元(11)还包括第二弧面部(114)和第三弧面部(115)，所述第二弧面部(114)和所述第三弧面部(115)位于所述双稳态胞元(11)的轴向两端，所述第二弧面部(114)和所述第三弧面部(115)的厚度均小于所述第一圆台部(111)和/或所述第二圆台部(112)的壁厚，

所述双稳态胞元(11)的轴向两端的直径相同，在多个所述双稳态胞元(11)依次连接的状态下，所述第二弧面部(114)和所述第三弧面部(115)连续过渡地相连。

3.根据权利要求2所述的双稳态胞元，其特征在于，所述第一弧面部(113)、所述第二弧面部(114)和所述第三弧面部(115)的厚度均连续变化，使所述第一圆台部(111)和所述第二圆台部(112)连续过渡地连接。

4.根据权利要求1所述的双稳态胞元，其特征在于，所述双稳态胞元(11)的第一圆台部(111)和/或第二圆台部(112)的壁厚：所述双稳态胞元(11) 的最小半径：所述双稳态胞元(11)的最大半径的比值范围为15:192-210：300-378。

5.根据权利要求1所述的双稳态胞元，其特征在于，所述双稳态胞元(11)的第一圆台部(111)和/或第二圆台部(112)的壁厚：所述双稳态胞元(11)的最小半径：所述双稳态胞元(11)的最大半径的比值为15：200：318，

所述第一圆台部(111)的内侧面与垂直于所述双稳态胞元(11)的轴向的平面的夹角为54度；

所述第二圆台部(112)的内侧面与垂直于所述双稳态胞元(11)的轴向的平面的夹角为75度。

6.一种具有多层级结构的多稳态力学结构，其特征在于，所述具有多层级结构的多稳态力学结构包括：

杆状组件(1)，所述杆状组件(1)包括一个或多个权利要求1至5中任一项所述的双稳态胞元；

节点连接件(2)，所述节点连接件(2)连接于所述杆状组件(1)的两端，使多个所述杆状组件(1)形成三维立体构型。

7.根据权利要求6所述的具有多层级结构的多稳态力学结构，其特征在于，所述杆状组件包括多个所述双稳态胞元，一个所述双稳态胞元(11)的第一圆台部(111)连接与其相邻的另一双稳态胞元(11)的第二圆台部(112)，从而多个所述双稳态胞元首尾相连形成杆状。

8.根据权利要求6所述的具有多层级结构的多稳态力学结构，其特征在于，所述具有多层级结构的多稳态力学结构为立方体，所述节点连接件(2)为施瓦茨P结构，所述施瓦茨P结构的方程式为：cos(x)+cos(y)+cos(z)-C＝0；其中C为常数。

9.根据权利要求6所述的具有多层级结构的多稳态力学结构，其特征在于，所述具有多层级结构的多稳态力学结构为正八面体，所述节点连接件(2)为球体。