一种仿生仙人球刺负泊松比吸能结构及其设计方法

    公开(公告)号:CN116164069A

    公开(公告)日:2023-05-26

    申请号:CN202211586356.9

    申请日:2022-12-09

    申请人: 广州大学

    IPC分类号: F16F7/12

    摘要: 本发明涉及仿生仙人球刺负泊松比吸能结构技术领域,且公开了一种仿生仙人球刺负泊松比吸能结构,包括五爪形结构、圆环6,所述五爪形结构包括立杆根部截面、外杆、外杆头部接触面、立杆、内杆、立杆头部、内杆头部与圆环接触面,所述五爪形结构有6个且绕圆环等间距分布,所述内杆的一端与圆环的外壁固定连接,所述内杆远离圆环的一端与外杆的外壁固定连接,能够在不同方向受载亦能展现负泊松比效果,五爪形结构头小脚重设计,使得负泊松比结构不仅在纵向具有负泊松比效应,同时在横向也具有负泊松比效果,值得注意的是,横向负泊松比效应是具有梯度性质的。

    一种具有曲面预折痕的吸能管

    公开(公告)号:CN116066496B

    公开(公告)日:2024-07-16

    申请号:CN202310035323.3

    申请日:2023-01-10

    申请人: 广州大学

    IPC分类号: F16F1/36 F16F7/12

    摘要: 本发明提供了一种具有曲面预折痕的吸能管,属于缓冲吸能技术领域。该吸能管包括多个沿其轴线间隔布置的横杆圈,横杆圈由多根以正多边形的各边为弦的两根相交的正弦曲线所围区域拉伸形成的横杆首尾连接而成,各个横杆圈的两端设有沿其轴线延伸的可伸缩曲面,可伸缩曲面沿轴线剖切面为侧置的与横杆连接的两根相交的正弦曲线围成区域,横杆的中部与可伸缩曲面间通过立杆相连接,可伸缩曲面的端部以及立杆的端部拉伸形成首尾相接的加强筋,相邻的横杆圈中相对的横杆端部连线以及加强筋端部与相对的横杆端部连线为预折痕曲线,可伸缩曲面能够沿预折痕曲线进行收缩吸能,其刚度更高,吸能效果更好,且更加稳定。

    一种三维双箭头负泊松比结构及其设计方法

    公开(公告)号:CN116705202A

    公开(公告)日:2023-09-05

    申请号:CN202310624895.5

    申请日:2023-05-29

    申请人: 广州大学

    摘要: 本发明提供了一种三维双箭头负泊松比结构,涉及负泊松比超材料技术领域。该结构其由多个压扭单元阵列连接而成,压扭单元由若干三维双箭头单胞扭转连接而成,三维双箭头单胞由两个单箭头框体垂直连接而成。本发明设计方法包括:步骤一:在前视基准面上画出单箭头框体的二维草图;步骤二:将单箭头框体的二维草图双向拉伸距离t/2,之后在斜杆与底杆连接处切出边长与厚度均为t的正方形作为点阵结构的连接切面,得到单箭头框体,然后将单箭头框体绕轴线转动角度δ圆周阵列,得到三维双箭头单胞;步骤三:将多个三维双箭头单胞连接并向上线性阵列;步骤四:在平面内构建出三维双箭头负泊松比结构。本发明具有更好力学特性和吸能效果。

    一种具有负泊松比效应的金属吸能薄壁管及其设计方法

    公开(公告)号:CN116608230A

    公开(公告)日:2023-08-18

    申请号:CN202310562593.X

    申请日:2023-05-17

    申请人: 广州大学

    IPC分类号: F16F7/12 G06F30/20 G06F30/18

    摘要: 本发明提供了一种具有负泊松比效应的金属吸能薄壁管及其设计方法,包括薄壁管本体,薄壁管本体由多个自上而下依次首尾固定连接的单元体组成,每个所述单元体均包括固定连接的管和节,所述节固定在所述管的底部,所述管的壁厚大于所述节的壁厚。本发明技术方案金属管和相连接的节的厚度上不一致,金属管的厚度要大于连接的节的厚度,能够做到在受到弯曲载荷的时候相比于传统的相同厚度的金属管具有更好的抗弯强度,在受到相同载荷时不易变形弯曲,而且此结构在受到压缩时具有负泊松比效应,能够在受到压缩载荷的时候金属管纵向变短的同时横向也发生收缩,也更加容易发生致密化,相比于平常的金属管具有更好吸能效果。

    一种具有零泊松比特性的减振结构

    公开(公告)号:CN114396447B

    公开(公告)日:2023-07-21

    申请号:CN202210089234.2

    申请日:2022-01-25

    申请人: 广州大学

    IPC分类号: F16F7/12

    摘要: 本发明提供了一种具有零泊松比特性的减振结构,包括:胞体,由两个相互平行且正对设置的面板及设置在两个面板之间的支撑板组成,支撑板设有多个且均匀间隔设置;加强筋,设置在胞体的中心且与面板平行设置,加强筋与多个所述支撑板均连接;所述支撑板和所述加强筋均由弹性材料制成可产生形变;本发明胞体在受到外部载荷压力时,胞体外侧的支撑板发生弯曲,向内产生横向力,推动加强筋向内旋转,同时拉扯对应的支撑板,使支撑板受力趋向均匀,并向内收缩,不但可以提高胞体的受冲击时的稳定性,而且收缩到最后会形成一个以上下两个面板为平面的饼状体,在受到过大的载荷冲击时,不容易导致整个结构压溃或者撕裂破坏,具有更高的安全性。

    一种手性压扭负泊松比结构的制备方法

    公开(公告)号:CN116292710A

    公开(公告)日:2023-06-23

    申请号:CN202310183852.8

    申请日:2023-02-27

    申请人: 广州大学

    IPC分类号: F16F7/00 G16C60/00

    摘要: 本发明涉及手性负泊松比吸能结构领域,且公开了一种手性压扭负泊松比结构的制备方法,通过拉格朗日插值法可以简便快捷的理论分析构建较为复杂的曲线轮廓,有利于应用到一些对结构要求较为复杂的场合,且构建方式简便,提高了生产效率,通过设计斜杆与手性的扭转方向可以实现本发明中结构的正负泊松比的改变,当四个角落处的手性扭转柱的最上层的手性结构扭转方向依次是两两相反的,结构呈现负泊松比压缩;当四个角落处的手性扭转柱的最上层的手性结构扭转方向依次两个方向相同、两个方向相反,结构呈现正泊松比压缩。

    一种基于极小曲面的扭转负泊松比结构及门板结构

    公开(公告)号:CN115978122A

    公开(公告)日:2023-04-18

    申请号:CN202310087960.5

    申请日:2023-01-19

    申请人: 广州大学

    IPC分类号: F16F7/12 E06B3/70

    摘要: 本发明提供了一种基于极小曲面的扭转负泊松比结构及门板结构,包括若干阵列并相互连接的单胞,单胞包括上扭转层、下扭转层和扭转连杆,上扭转层和下扭转层均为由两根双曲面扭杆正交连接而成的极小曲面体,使上扭转层和下扭转层分别具有四个端部,且上扭转层与下扭转层位置对应的端部之间分别通过扭转连杆连接,扭转连杆上向外延伸的设有连接端;上下相邻阵列的单胞之间,其中一单胞与其中另一单胞共用上扭转层或下扭转层;左右相邻阵列的单胞之间,其中一单胞的上扭转层或下扭转层与其中另一单胞的扭转连杆的连接端连接。本发明适用于耐冲击场景;门板受到冲击载荷传入结构中发生扭转,大冲击时结构进入致密化阶段,材料强度提升更好抵挡冲击。

    一种基于压扭的折纸内凹负泊松比超材料及其制备方法

    公开(公告)号:CN115789150A

    公开(公告)日:2023-03-14

    申请号:CN202211644596.X

    申请日:2022-12-20

    申请人: 广州大学

    IPC分类号: F16F3/00 F16F1/00

    摘要: 本发明提供了一种基于压扭的折纸内凹负泊松比超材料及其制备方法,其结构包括多个折纸内凹结构单元,所述折纸内凹结构单元包括四个呈矩阵排布的上斜杆和下斜杆,所述上斜杆和所述下斜杆处设有折纸预折痕,所述上斜杆的上表面设有上杆,所述下斜杆的下表面设有下杆。本发明能够集负泊松比效果和压扭效果于一身,这样的设计大大提高了吸能盒空间的利用率,目前传统的负泊松比结构中将折纸结构与内凹结构相结合的研究较少。

    一种仿生负泊松比钻头及其设计方法

    公开(公告)号:CN114535666A

    公开(公告)日:2022-05-27

    申请号:CN202210187064.1

    申请日:2022-02-28

    申请人: 广州大学

    IPC分类号: B23B51/06 B23B51/00 B23Q11/00

    摘要: 本发明提供了一种仿生负泊松比钻头,包括钻头本体,钻头本体上设有螺旋槽,钻头本体的侧壁上和/或螺旋槽内设有若干个均匀分布的仿生负泊松比结构的开孔,负泊松比结构的开孔沿钻头本体的导向部分螺旋排列,形成特殊的负泊松比钻头结构,同时螺旋排列的负泊松比结构孔还形成独特的螺旋负泊松比结构,使钻头本体具备负泊松比性能,在粗加工或钻较硬材料时,由于钻头本体的负泊松比性能,使其受压变细,提升钻孔效率,这将是金属负泊松比材料应用于实际生活的一条思路,对于提高钻孔工作效率具有重要的理论和现实应用意义。

    一种具有零泊松比性质的折纸结构吸能盒及其设计方法

    公开(公告)号:CN116238453A

    公开(公告)日:2023-06-09

    申请号:CN202310183926.8

    申请日:2023-02-27

    申请人: 广州大学

    IPC分类号: B60R19/34 B60R19/03

    摘要: 本发明涉及汽车技术领域,且公开了一种具有零泊松比性质的折纸结构吸能盒,包括上部的等边多边形折纸结构与下方的底座组成,等边多边形折纸结构与底座之间通过焊接或者铆接连接,等边多边形折纸结构由四组吸能体组成,相邻的两组吸能体为镜像设置,吸能体上凸出部分为波峰,吸能体上内凹部分为波谷,波峰与波谷连接处形成折痕,吸能体上受压时会沿折痕方向收缩吸能,该具有零泊松比性质的折纸结构吸能盒及其设计方法,吸能盒的吸能体部分,在受到外部载荷冲击时,折纸结构会顺着折痕处收缩,解决了现有的吸能盒引导槽设计不合理导致吸能效果差,吸能盒溃缩效应不明显的问题。