[发明专利]一种抗冲击三维仿生双相杆结构

权利要求书

1.一种抗冲击三维仿生双相杆结构，其特征在于，包括杆状的硬质结构体(1)；所述硬质结构体(1)上沿圆周方向均匀嵌设有多列软质连接体(2)，同一列中的各软质连接体(2)沿轴向均匀布置；所述硬质结构体(1)上沿轴向均匀嵌设有多组牺牲体(3)，同一组牺牲体(3)包括两个并关于轴线旋转对称布置，轴向相邻的两组牺牲体(3)沿圆周方向错开，各牺牲体(3)位于轴向相邻的两个软质连接体(2)之间；

所述硬质结构体(1)和所述软质连接体(2)均为由各向同性材料构成的构造体，所述硬质结构体(1)的弹性模量和拉伸强度大于所述软质连接体(2)的弹性模量和拉伸强度；所述硬质结构体(1)起承受正应力作用，所述软质连接体(2)具有传递切应力的功能；

所述牺牲体(3)为用于模拟骨骼中牺牲键结构的构造体，起传递轴向正应力载荷的作用；所述牺牲体(3)具有可控断裂特性，能够在外载荷作用下发生断裂失效。

2.如权利要求1所述的抗冲击三维仿生双相杆结构，其特征在于，所述硬质结构体(1)包括多个硬质结构体完整单元和多个硬质结构体二分之一单元；

所述硬质结构体完整单元为扇面角度为70°～85°的空心扇形体结构；

所述硬质结构体二分之一单元的横截面与所述硬质结构体完整单元的横截面相同，长度等于所述硬质结构体(1)完整单元的长度的一半。

3.如权利要求2所述的抗冲击三维仿生双相杆结构，其特征在于，所述硬质结构体二分之一单元的数量等于所述硬质结构体完整单元的数量的一半。

4.如权利要求2所述的抗冲击三维仿生双相杆结构，其特征在于，所述软质连接体(2)包括多个软质连接体单元；所述软质连接体单元为扇面角度为5°～20°的空心扇形体结构，且扇面半径、空心半径分别与所述硬质结构体完整单元的扇面半径、空心半径相同。

5.如权利要求1所述的抗冲击三维仿生双相杆结构，其特征在于，所述软质连接体(2)是由4列软质连接体单元线性阵列组合体绕中心轴线以90°间隔进行圆周阵列得到，所述软质连接体单元线性阵列组合体是由5个所述软质连接体单元进行等间距线性阵列得到。

6.如权利要求2所述的抗冲击三维仿生双相杆结构，其特征在于，所述牺牲体(3)包括多个牺牲体单元；所述牺牲体(3)单元也为扇面角度为70°～85°的空心扇形体结构，所述牺牲体单元的横截面与所述硬质结构体完整单元的横截面完全相同；所述牺牲体单元的数量与所述硬质结构体完整单元的数量相等。

7.如权利要求6所述的抗冲击三维仿生双相杆结构，其特征在于，所述牺牲体单元为各向同性的脆性断裂材料单元，具有两种相态，分别为断裂前相态和断裂后相态。

8.如权利要求1～7中任一项所述的抗冲击三维仿生双相杆结构，其特征在于，所述仿生双相杆结构还包括安装台(4)，所述安装台(4)位于所述硬质结构体(1)的两端。