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专利号: 2024104631834
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种同时考虑材料梯度与结构梯度设计的双材料曲边内凹负泊松比夹芯板,其特征在于,包括上端板、芯层和下端板,所述芯层置于所述上端板和所述下端板之间,且与所述上端板和所述下端板固定连接;所述芯层为双材料曲边负泊松比梯度蜂窝层状结构,所述芯层由不同承载单元纵向梯度排布构成;

双材料内凹曲边负泊松比胞元由横向纵向两种不同材料围合构成,且通过调节胞元尺寸及材料组成依次构成不同所述芯层,所述双材料内凹曲边负泊松比胞元连接有连接杆,所述连接杆与所述双材料内凹曲边负泊松比胞元曲边所在材料相同;

所述双材料内凹曲边负泊松比胞元横纵向为圆弧;

通过改变胞元结构参数θ及材料参数k构建不同胞元,横纵材料弹性模量分别为E2、E1,k=E1/E2,θ为曲边弧度;

所述双材料内凹曲边负泊松比胞元拉伸后构成单一承载单元,所述单一承载单元的平面内阵列后构成承载单元主体,承载单元通过不同梯度排布构成夹芯层主体。

2.根据权利要求1所述的双材料曲边内凹负泊松比夹芯板,其特征在于,双材料曲边承载单元由3D 打印或者线切割技术制备。

3.根据权利要求1所述的双材料曲边内凹负泊松比夹芯板,其特征在于,所述横纵向的角度为任意角度,所述横纵向的圆弧长度为任意圆弧长度,所述双材料内凹曲边负泊松比胞元的材料为不同的金属材料,所述连接杆相互垂直。

4.根据权利要求1所述的双材料曲边内凹负泊松比夹芯板,其特征在于,阵列后的所述承载单元通过所述连接杆相互连接,所述连接杆与上端板和下端板之间垂直固定。

5.根据权利要求1‑4任意一项所述双材料曲边内凹负泊松比夹芯板的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)选定初始的负泊松比单胞,改变其尺寸参数以得到不同结构属性的胞元;

(2)胞元的横向及纵向由不同材料组成,得到材料属性不同的胞元;

(3)不同尺寸参数及材料参数构建不同单个胞元,以单个胞元为基础,面外拉伸之后构成单一承载单元,所述单一承载单元横向阵列后构成夹芯层单层承载单元主体,通过改变单层的排布顺序构成不同梯度模式的芯层,阵列后的所述承载单元由所述连接杆连接;

(4)所述芯层固定于所述上端板和下端板之间,所述连接杆与上端板和下端板固定连接。

6.根据权利要求5所述的双材料曲边内凹负泊松比夹芯板的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述材料包括铝、铜、钢。