一种具有四应力平台的多级变形缓冲垫

本技术涉及一种缓冲垫，具体地说是一种具有四应力平台的多级变形缓冲垫。

背景技术：

1、为了实现更好的吸能或缓冲作用，人们开发出了一种力学超材料用以制作吸能器或缓冲垫。而现有的力学超材料只具有单一变形的模式，从而限制了其在多任务复杂环境下的应用。多稳定性主要用于变形结构和刚度可调的吸能器的设计上，由于力学超材料复杂的内部结构，因此，现有由力学超材料制备的缓冲垫还存在有制备工艺复杂和稳定性不高的问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的就是提供一种具有四应力平台的多级变形缓冲垫，以解决现有使用力学超材料制备的缓冲垫存在的制备工艺复杂和稳定性不高的问题，以满足实际使用的需要。

2、本实用新型是这样实现的：

3、一种具有四应力平台的多级变形缓冲垫，缓冲垫本体包含若干横向排列依次相接的力学超材料基本单元，所述力学超材料基本单元包括：四角分布于±45°线上的四角星架、位于四角星架上部的上菱形架、位于四角星架下部的下菱形架、连接在上菱形架的下顶角与四角星架上部两角之间的上支梁、连接在下菱形架的上顶角与四角星架下部两角之间的下支梁、连接在上菱形架的上顶角上的t型架以及连接在下菱形架的下顶角上的倒t型架。

4、进一步地，所述力学超材料基本单元是关于中心线的上下对称结构。

5、进一步地，上菱形架各棱边的厚度等同，下菱形架各棱边的厚度相同，且上菱形架的棱边厚度与下菱形架的棱边厚度相同；上支梁的厚度与下支梁的厚度相同，四角星架中各星角边的厚度相同；将各菱形架的棱边厚度记为l1，各支梁的厚度记为l2，四角星架各星角边的厚度记为l3，则各部分的厚度条件满足：l2<l1<l3。

6、进一步地，上支梁与四角星架上部两角的内边架组成一个与上菱形架大小相同、形状相同的菱形；下支梁与四角星架下部两角的内边架组成与下菱形架大小相同、形状相同的菱形。

7、进一步地，各菱形的两侧顶角为60°。

8、本实用新型是由对称排列结构的力学超材料制成，在受单轴压缩载荷的情况下，表现出连续的弹性屈曲变形，其应力——应变曲线具有四个应力平台，对应于四个不同的稳定结构，实现了超材料结构的四级变形，而且，其力学超材料的基本单元只有二维的结构设计，因此使得结构简化，生产制备工艺得以简化，

9、本实用新型具有而多级变形力学超材料具有至少两种以上不同的稳定结构，因此可以实现在不同稳定结构之间的顺利切换，实现显著的几何变化，由此提高了力学超材料以及由此所制备的缓冲垫的使用稳定性。

技术特征：

1.一种具有四应力平台的多级变形缓冲垫，其特征在于，缓冲垫本体包含若干横向排列依次相接的力学超材料基本单元，所述力学超材料基本单元包括：四角分布于±45°线上的四角星架、位于四角星架上部的上菱形架、位于四角星架下部的下菱形架、连接在上菱形架的下顶角与四角星架上部两角之间的上支梁、连接在下菱形架的上顶角与四角星架下部两角之间的下支梁、连接在上菱形架的上顶角上的t型架以及连接在下菱形架的下顶角上的倒t型架。

2.根据权利要求1所述的具有四应力平台的多级变形缓冲垫，其特征在于，所述力学超材料基本单元是关于中心线的上下对称结构。

3.根据权利要求1或2所述的具有四应力平台的多级变形缓冲垫，其特征在于，上菱形架各棱边的厚度等同，下菱形架各棱边的厚度相同，且上菱形架的棱边厚度与下菱形架的棱边厚度相同；上支梁的厚度与下支梁的厚度相同，四角星架中各星角边的厚度相同；将各菱形架的棱边厚度记为l1，各支梁的厚度记为l2，四角星架各星角边的厚度记为l3，则各部分的厚度条件满足：l2<l1<l3。

4.根据权利要求3所述的具有四应力平台的多级变形缓冲垫，其特征在于，上支梁与四角星架上部两角的内边架组成一个与上菱形架大小相同、形状相同的菱形；下支梁与四角星架下部两角的内边架组成与下菱形架大小相同、形状相同的菱形。

5.根据权利要求4所述的具有四应力平台的多级变形缓冲垫，其特征在于，各菱形的两侧顶角为60°。

技术总结
本技术涉及一种具有四应力平台的多级变形缓冲垫，其结构是缓冲垫本体包含若干横向排列依次相接的力学超材料基本单元，所述力学超材料基本单元包括：四角星架、位于四角星架上部的上菱形架、位于四角星架下部的下菱形架、连接在上菱形架的下顶角与四角星架上部两角之间的上支梁、连接在下菱形架的上顶角与四角星架下部两角之间的下支梁、连接在上菱形架的上顶角上的T型架以及连接在下菱形架的下顶角上的倒T型架。本技术具有而多级变形力学超材料具有至少两种以上不同的稳定结构，因此可以实现在不同稳定结构之间的顺利切换，实现显著的几何变化，由此提高了力学超材料以及由此所制备的缓冲垫的使用稳定性。

技术研发人员：马连华,兰益舟,杜席岩,周伟,刘佳,苏明明
受保护的技术使用者：河北大学
技术研发日：20221118
技术公布日：2024/1/13