[发明专利]一种拉胀多胞构型及吸能结构部件

权利要求书

1.一种拉胀多胞构型，其特征在于：所述拉胀多胞构型由多个单胞排列构成，每个单胞由两个内凹特征结构和两个箭头型结构拼接构成；所述两个箭头型结构对称地连接在最中间内凹特征结构的左右两个内凹角的顶点处；所述两个箭头型结构内凹角的顶点处又分别连接着另外两个内凹特征结构的半个横杆；

所述内凹特征结构呈左右对称和上下对称，由对称性可知，内凹特征结构完整单胞的四分之一依次通过在x轴和y轴对称排布组成一个完整的内凹特征结构完整单胞，内凹特征结构完整单胞的四分之一由一根斜杆两端分别连接半根水平横杆构成；内凹特征结构由水平横杆的长度为h、倾斜杆的长度为l以及水平横杆与倾斜杆之间的夹角θ唯一确定，水平横杆和倾斜杆之间的夹角θ小于90°；

所述箭头型结构呈上下对称，所述箭头型结构由两根关于x轴镜像对称并一端相连的长杆和两根关于x轴镜像对称并一端相连的短杆构成，长杆的另一端连接着短杆的另一端，所述箭头型结构由较短的倾斜杆的长度为l、较长的斜杆与x轴的夹角α和较短的斜杆与x轴的夹角θ唯一确定，α和θ均小于90°，并且α总是小于θ；

所述拼接内凹特征结构和箭头型结构时，其中内凹特征结构倾斜杆的长度和其中箭头型结构较短倾斜杆的长度相同；单胞中的内凹特征结构的水平横杆和倾斜杆之间的夹角和其中箭头型结构较短倾斜杆与x轴的夹角相等；

所述多个单胞在水平方向和竖直方向呈阵列的排列方式，从而得到拉胀多胞构型。

2.根据权利要求1所述的一种拉胀多胞构型，其特征在于：所述阵列的排列方式当为在平面内周期性排布时，得到二维拉胀多胞构型。

3.根据权利要求2所述的一种拉胀多胞构型，其特征在于：所述每个二维拉胀多胞构型的单胞通过空间变化得到三维拉胀多胞构型的单胞；然后三维拉胀多胞构型的单胞再通过空间阵列的方式，在空间三个方向上周期性排布，得到三维拉胀多胞构型。

4.根据权利要求1或2所述的一种拉胀多胞构型，其特征在于：所述夹角α和θ均小于90°，并且α总是小于θ。

5.根据权利要求1或2所述的一种拉胀多胞构型，其特征在于：拉胀结构中的水平横杆或倾斜杆的横截面为环形、工字形、槽形、圆形、椭圆形或多边形，所述多边形包括长方形、正方形、菱形、三角形或梯形。

6.根据权利要求1或2所述的一种拉胀多胞构型，其特征在于：所述拉胀多胞构型，通过3D打印技术进行制备，所述3D打印技术为光固化立体造型技术、熔融沉积成型技术、选区激光熔化技术或激光净成型技术。

7.根据权利要求1或2所述的一种拉胀多胞构型，其特征在于：所述拉胀多胞构型材料为塑料或金属。

8.根据权利要求1或2所述的一种拉胀多胞构型，其特征在于：所述拉胀多胞构型的孔隙率达到99％以上。

9.一种吸能结构部件，其特征在于：采用权利要求1-8任意之一所述的拉胀多胞构型实现。

10.根据权利要求9所述的吸能结构部件，其特征在于：通过改变水平横杆或倾斜杆的长细比，以及夹角α和θ的大小，调节弹性性能、抗压缩强度或冲击吸能特性，所述弹性性能包括杨氏模量和泊松比；所述泊松比在只考虑弹性性能的静态拉伸和压缩时总是负值，且x、y两个方向的泊松比均是负值。