一种三维负泊松比超材料单胞与阵列结构及其制造方法

文档序号:35864903发布日期:2023-10-26 22:25阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种三维负泊松比超材料单胞结构,其特征在于,单胞结构由各连接杆进行内凹连接构成,连接杆为圆形截面的圆柱状杆,其中:

2.根据权利要求1所述的三维负泊松比超材料单胞结构,其特征在于,单胞结构中同一平面上各顶点与相邻顶点的距离为单胞结构的边长n,设定边长0mm<n<100mm,单胞结构的各边长相等。

3.根据权利要求1所述的三维负泊松比超材料单胞结构,其特征在于,单胞结构中连接杆的杆径为d,单胞结构各连接杆的杆径相等,设定0<d<0.5×n。

4.根据权利要求1所述的三维负泊松比超材料单胞结构,其特征在于,定义单胞结构中各内凹节点到单胞结构体心的距离为内凹程度参数a,设定0<a<0.5×n。

5.根据权利要求1所述的三维负泊松比超材料单胞结构,其特征在于,所述单胞结构设有外接加强杆,外接加强杆为圆形截面的圆柱状杆,各外接加强杆用以与相邻单胞结构的内凹节点连接,定义设有外接加强杆的单胞结构为a型加强单胞结构,外接加强杆杆长为la,设定la=n-2×a。

6.根据权利要求1所述的三维负泊松比超材料单胞结构,其特征在于,所述单胞结构设有内接加强杆,内接加强杆为圆形截面的圆柱状杆,各内接加强杆用以连接同一单胞结构内相对的两个内凹节点,定义设有内接加强杆的单胞结构为b型加强单胞结构,b型加强单胞结构的内接加强杆相交于单胞结构的体心,并对内接加强杆采用布尔运算的交集方式进行连接,内接加强杆杆长为lb,设定lb=2×a。

7.根据权利要求3或5或6所述的三维负泊松比超材料单胞结构,其特征在于,单胞结构外接加强杆的杆径为da,各外接加强杆的杆径相等,各单胞结构内接加强杆的杆径为db,各内接加强杆的杆径相等,设定d=da=db。

8.根据权利要求7所述的三维负泊松比超材料单胞结构,其特征在于,所述单胞结构、a型加强单胞结构和b型加强单胞结构的制备材料包括但不限于锌及锌合金。

9.一种应用于如权利要求1-4任一项所述的三维负泊松比超材料单胞结构的阵列结构,其特征在于,阵列结构由各单胞结构进行顶点阵列连接构成。

10.一种应用于如权利要求1-9任一项所述的三维负泊松比超材料单胞与阵列结构的制造方法,其特征在于,包括:


技术总结
本发明涉及一种三维负泊松比超材料单胞与阵列结构及其制造方法,尤其涉及骨科医疗器械技术领域,本发明所述单胞结构由连接杆内凹连接构成,各连接杆的杆径相等,所述单胞结构还设有外接加强杆,外接加强杆为圆形截面的圆柱状杆,各外接加强杆用以与相邻单胞结构的内凹节点连接,定义设有外接加强杆的单胞结构为A型加强单胞结构,所述单胞结构还设有内接加强杆,内接加强杆为圆形截面的圆柱状杆,各内接加强杆用以连接同一单胞结构内相对的两个内凹节点,定义设有内接加强杆的单胞结构为B型加强单胞结构,阵列结构由各单胞结构之间顶点阵列连接构成。本发明丰富了三维负泊松比设计,提高了医学领域负泊松比结构的力学性能。

技术研发人员:王鲁宁,高加起,李亚庚
受保护的技术使用者:北京科技大学
技术研发日:
技术公布日:2024/1/15
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