[发明专利]一种具有负泊松比性能的试件

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有负泊松比性能的试件，该具有负泊松比性能的试件可广泛应用于复合板材、深水作业、航天航空等领域。

背景技术

在我们所常用的试件材料当中，其泊松比的范围大部分都是在0～0.5之内，其中绝大多数试件材料的泊松比都在0.2～0.4之间，尽管如此，仍然存在少数的试件材料具有负泊松比的性质，例如：单晶硫化矿的泊松比为-0.14、α-cristobalite的泊松比也可达到-0.5，理论上，负泊松比的特殊性质早在1968年由B.M.Lempriere利用弹性应变能理论证明，同向性材料的泊松比范围为-1～0.5，而非同向性材料的泊松比范围则必须符合：的条件。

通常，泊松比μ的定义如下：

μ=-ϵxϵy]]>

其中，ε_x为材料的横向应变；ε_y为材料的纵向应变，当一般材料受拉伸载荷时，两侧收缩；反之，受压缩时，两侧膨胀，因此一般试件材料的泊松比都是正值，而负泊松比试件材料因具有冲击吸收力、损坏抵抗力、凹陷抵抗力等特性，所以这类试件材料与其他材料相比具有很大的优势。

本发明所要介绍的则是一种有别于常规试件材料的具有负泊松比性质的结构材料，此试件的负泊松比特性，并非来自试件材料本身的机械性质，而是由于试件的特殊结构。

发明内容

本发明涉及一种具有负泊松比性能的试件，所述试件是在基底材料1内嵌入多个弧形体2，所述试件左右两侧的弧形体2呈镜像对称分布，所述试件同一侧的弧形体2弯曲弧度相同，且等间隔分布。

所述弧形体2的弹性模量、刚度与基底材料1不同，在所述试件的基底材料1固化过程中，在所述试件的受力方向上嵌入弧形体2，或者在所述试件基底材料1固化后，拔出在所述试件的受力方向上嵌入的弧形体2，或者在整块基底材料1的试件上，通过强化、机械加工出弹性模量、刚度与基底材料1不同的弧形体2，或者通过化学反应形成弹性模量、刚度与基底材料1不同的弧形体2。

所述弧形体2包含纤维增强的弧形体3，在所述试件的基底材料1固化过程中，在所述试件的受力方向上，使纤维等间隔地沿弧形状掺杂于基底材料1内。

所述纤维增强的弧形体3，包含人工制备试件，和通电线匝5产生磁场6使磁性纤维4弯曲定向排布制备试件。

所述弧形体2包含气泡削弱的弧形体7，在所述试件的基底材料1固化前，在所述试件的受力方向上，沿等间隔的弧形状搅动液态基底材料1，使气泡沿等间隔的弧形状产生。

所述弧形体2包含弧形状的缝隙8，在所述试件的受力方向上挖出弧形状等间隔缝隙8，或者在基底材料1固化后抽出预先嵌入的弧形体2。

所述弧形体2包含多级弯曲的弧形体9，每一级的弯曲都是由更细一级的弯曲组成。

所述弧形体2包含多弧度弯曲的弧形体10，在所述试件的受力方向上有多个弧度。

所述弧形体2包含鱼鳞状的弧形体11，在所述试件的受力方向上有多个鱼鳞状排列的弧度。

附图说明

附图1本发明具有负泊松比性能的试件其结构示意图；

附图2具有负泊松比性能的试件其结构示意图，其中的弧形体2包含纤维增强的弧形体3；

附图3具有负泊松比性能的试件其结构示意图，其中的弧形体2为纤维增强弧形体3时，纤维弯曲定向排布包含通电线匝5产生磁场6使磁性纤维4弯曲定向排布；

附图4具有负泊松比性能的试件其结构示意图，其中的弧形体2包含气泡削弱基底形成的弧形体7；

附图5具有负泊松比性能的试件其结构示意图，其中的弧形体2包含缝隙8；

附图6具有负泊松比性能的试件其结构示意图，其中的弧形体2包含多级弯曲的弧形体9；

附图7具有负泊松比性能的试件其结构示意图，其中的弧形体2包含多弧度弯曲的弧形体10；

附图8具有负泊松比性能的试件其结构示意图，其中的弧形体2包含鱼鳞状的弧形体11；

附图9具有负泊松比性能的试件制备装置示意图；

附图10负泊松比性能试件其性能测试时电阻应变计的布片示意图。

具体实施方式