[发明专利]一种基于卡扣结构的机械能吸收超材料及其制作方法

摘要

本发明涉及一种基于卡扣结构的机械能吸收超材料及其制作方法，其中，该超材料包括多个呈阵列排布的单层机械超材料，相邻两单层机械超材料镜像设置并通过硬质隔板固定连接；其中，单层机械超材料包括沿长度方向并排设置有多个独立的卡扣槽的基体，相邻两卡扣槽之间在基体上形成柔性的连接梁；卡扣槽包括相互之间配合并相隔固定距离的卡扣和卡槽；单层机械超材料采用柔性弹性体制造而成；单层机械超材料包括卡扣与卡槽分离的第一稳定状态和卡扣与卡槽结合的第二稳定状态；当外界施加的载荷达到机械能吸收的最大值时，单层机械超材料能够从第一稳定状态切换到第二稳定状态；当再施加相反方向的载荷时单层机械超材料能恢复到第一稳定状态。

主权项

1.一种基于卡扣结构的机械能吸收超材料，其特征在于，该超材料包括多个呈阵列排布的单层机械超材料，相邻两所述单层机械超材料镜像设置并通过硬质隔板固定连接；其中，所述单层机械超材料包括基体，所述基体上沿其长度方向并排设置多个独立的卡扣槽，相邻两所述卡扣槽之间在所述基体上形成柔性的连接梁；所述卡扣槽包括卡扣和卡槽，且所述卡扣和卡槽之间相互配合并相隔固定的距离；所述单层机械超材料采用柔性弹性体制造而成；所述单层机械超材料包括所述卡扣与所述卡槽分离的第一稳定状态和所述卡扣与所述卡槽结合的第二稳定状态；当外界施加的载荷达到机械能吸收的最大值时，所述单层机械超材料能够从所述第一稳定状态切换到所述第二稳定状态；当载荷撤去后，所述单层机械超材料依然保持所述第二稳定状态；当再施加相反方向的载荷时所述单层机械超材料能恢复到所述第一稳定状态；所述单层机械超材料能够吸收的机械能由所述卡扣和卡槽之间的开口宽度比例、进出角度和摩擦系数决定。