本设计介绍了一种新型的三角形旋转刚体结构,该结构具备独特的压缩扭转特性,主要应用于机械超材料领域。该结构由两种张拉胞元构成,细分为三杆张拉整体结构组件和自由度约束组件。
背景技术
超材料是非自然生成的材料,其性能源于材料的结构,而不是材料的化学成分,是一种具有特殊结构的人工合成材料,其在力学,电磁波、声波等领域表现出非常独特的性质。根据应用领域可将超材料分为电磁超材料、声学超材料、热学超材料和机械超材料四大类。负泊松比超材料是机械超材料的一个分支,是指其在受到压力时,在某个方向上的横向正应变与轴向正应变的比值(泊松比)为负,这种材料因具有很多独特的性质,如高度可控的弹性、质量轻、高强度等,可以用于各种领域,例如机器人技术、医学、航空航天等,使其研究和应用具有很大的潜力,在近年来得到了广泛关注。
目前,现有的机械超材料在结构设计上,胞元结构单一,且负泊松比超材料多是一体化结构,可重复使用性较低,且迄今为止许多设计都依赖于对现有超材料结构的变形或演化,无法系统地设计几何和拓扑形状以获得具有负泊松比效应的新型超材料结构。
因此,如何丰富机械超材料种类,设计出一种能够可重复使用,自刚度可调节,且具有自适应性,自稳定性,自恢复性的机械超材料是本领域技术人员亟需解决的问题。
实现思路