[发明专利]内部错位、界面对位的负泊松比型竖向复合吸能结构

说明书

本发明涉及内部错位、界面对位的负泊松比型竖向复合吸能结构，包括依次交替设置的多个竖向蜂窝型结构单元及多个竖向内折六边形负泊松比结构单元，竖向蜂窝型结构单元包括至少两排竖向蜂窝型结构层，相邻两排竖向蜂窝型结构层错位设置，竖向内折六边形负泊松比结构单元包括至少两排竖向内折六边形负泊松比结构层，相邻两排竖向内折六边形负泊松比结构层错位设置，竖向蜂窝型结构单元与相邻的竖向内折六边形负泊松比结构单元对位设置。与现有技术相比，本发明结合蜂窝型结构单元及内折六边形负泊松比结构单元的优势，并设计了内部错位、界面对位结构，综合性能优异。

技术领域

本发明属于吸能材料技术领域，涉及一种内部错位、界面对位的负泊松比型竖向复合吸能结构。

背景技术

吸能过程是一个能量转换的过程，包括动能与内能的转化，动能与其他形式能量的转化。常见的吸能材料为多孔材料，其是一种由相互贯通或封闭的孔洞构成网络结构材料。典型的孔结构有：由大量多边形孔在平面上聚集形成的二维结构，由于其形状类似于蜂房的六边形结构而被称为“蜂窝”材料；更为普遍的是由大量有序或无序(即规则或不规则)的孔洞在空间聚集形成的三维结构。

负泊松比材料是指在受拉伸时，材料在弹性范围内横向发生膨胀；而受压缩时，材料的横向反而发生收缩。近年来发现的一些特殊结构的材料具有这种负泊松比效应，由于其奇特的性能而倍受材料科学家和物理学家们的重视。

负泊松比材料所具有的先进的吸能、耗能结构，使其被应用于吸能材料领域中，并被生产为各种生活用品。然而，如何充分利用负泊松比材料的优良特性，进一步提高负泊松比吸能材料的性能，仍有待于深入研究。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种内部错位、界面对位的负泊松比型竖向复合吸能结构。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

内部错位、界面对位的负泊松比型竖向复合吸能结构，该复合吸能结构包括依次交替设置的多个竖向蜂窝型结构单元及多个竖向内折六边形负泊松比结构单元，所述的竖向蜂窝型结构单元包括至少两排竖向蜂窝型结构层，相邻两排竖向蜂窝型结构层错位设置，每一排竖向蜂窝型结构层包括多个竖向蜂窝型结构单体，所述的竖向内折六边形负泊松比结构单元包括至少两排竖向内折六边形负泊松比结构层，相邻两排竖向内折六边形负泊松比结构层错位设置，每一排竖向内折六边形负泊松比结构层包括多个竖向内折六边形负泊松比结构单体，所述的竖向蜂窝型结构单元与相邻的竖向内折六边形负泊松比结构单元对位设置。

进一步地，所述的竖向蜂窝型结构单体由2条竖向设置且长度为a的底边和4条长度为b的侧壁围合而成，平行于底边的对角线长度为c，两条相邻侧壁之间的内角为α，壁厚为t，其中，a、b、c、t均为正数，α180°。这里a，b，c是指壁厚中位长度。

进一步地，所述的竖向蜂窝型结构层包括至少4个竖向蜂窝型结构单体，相邻两竖向蜂窝型结构单体对应的底边完全重合；相邻两排竖向蜂窝型结构层的竖向蜂窝型结构单体错位设置。由此可以迭出无数层蜂窝型结构层。

进一步地，所述的竖向内折六边形负泊松比结构单体由2条竖向设置且长度为c’的底边和4条长为b’的侧壁围合而成，平行于底边的对角线长度为a’，两条相邻侧壁之间的内角为α’，壁厚为t’，其中，a’、b’、c’、t’均正数，α’180°。这里a’，b’，c’是指壁厚中位长度。

进一步地，所述的竖向内折六边形负泊松比结构层包括至少4个竖向内折六边形负泊松比结构单体，相邻两竖向内折六边形负泊松比结构单体对应的底边完全重合；相邻两排竖向内折六边形负泊松比结构层的竖向内折六边形负泊松比结构单体错位设置。由此可以迭出无数层内折六边形负泊松比结构层。