[实用新型]在三个主方向具有等效弹性性能的三维零泊松比蜂窝结构

说明书

本实用新型公开了一种在三个主方向具有等效弹性性能的三维零泊松比蜂窝结构，括正六面体基础单元，所述正六面体基础单元由六个大小与结构都相同的二维内凹八边型的星型结构围成，三维零泊松比蜂窝结构具有三维结构，且在三个主轴方向上均具备零泊松比效应和相同的等效弹形模量，结构简单，制备方便，应用范围更加广阔。

技术领域

本实用新型涉及超材料领域，特别涉及一种在三个主方向具有等效弹性性能的三维零泊松比蜂窝结构。

背景技术

“超材料”根据一般文献给出的定义为：一类具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或材料。拉胀超材料作为超材料的一个分支，其主要的一个超常物理性质是具备超常泊松比效应。所谓超常泊松比，包括了负泊松比和零泊松比。根据泊松比的计算公式：

其中，εx表示材料的横向应变，εy表示材料的纵向应变；

当泊松比为负值时，表示该材料在受拉(或受压)下，垂直荷载方向的应变与平行荷载方向的应变的正负号一致，即它的各个方向均在膨胀(或收缩)。当泊松比为零时，表示该材料在受拉(或受压)下，垂直荷载方向的应变一直为零，即它的各个方向均没有变形。

目前零泊松比超材料普遍存在的问题：

(1)零泊松比超材料多见于二维结构，三维的零泊松比超材料种类不多；

(2)细观结构复杂，制备上存在一定的困难；

(3)目前三维零泊松比的结构有些只有一个方向呈现出零泊松比效应，较少三个方向皆呈现零泊松比效应，在三个主方向具有等效弹性模量的零泊松比结构更为少见。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种在三个主方向具有等效弹性性能的三维零泊松比蜂窝结构，作为三维材料，在三个主轴方向上均具备零泊松比效应和相同的等效弹形模量，应用范围更加广阔。

根据本实用新型的第一方面实施例的在三个主方向具有等效弹性性能的三维零泊松比蜂窝结构，括正六面体基础单元，所述正六面体基础单元由六个大小与结构都相同的二维内凹八边型的星型结构围成。

根据本实用新型实施例的在三个主方向具有等效弹性性能的三维零泊松比蜂窝结构，至少具有如下有益效果：具有三维结构，且在三个主轴方向上均具备零泊松比效应和相同的等效弹形模量，结构简单，制备方便，应用范围更加广阔。

根据本实用新型的一些实施例，所述星型结构之间两两垂直，结构稳固，保证了三个主轴方向上的零泊松比效应和相同的等效弹形模量。

根据本实用新型的一些实施例，所述三维零泊松比蜂窝结构由若干正六面体基础单元组成。

根据本实用新型的一些实施例，所述三维零泊松比蜂窝结构由若干正六面体基础单元在水平方向和垂直方向堆叠而成，多个正六面体基础单元同时受压，保证了三维零泊松比蜂窝结构整体的在各个方向上的零泊松比效应，结构简单，便于制备，应用范围更加广阔。

根据本实用新型的一些实施例，所述三维零泊松比蜂窝结构由3D打印机制备，制备简单，成本较低。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例的正六面体基础单元的结构示意图；

图2为图1示出的正六面体基础单元星型结构的结构示意图；