专利摘要

专利摘要

本实用新型提供一种三维压扭结构，其几何特征是：通过一种中心对称的六边形胞元紧密排列于一个平面，再将平面弯曲成圆柱面而成；也可以认为是从一个没有顶面和底面的由一定厚度圆柱外壳上不断挖去上述的中心对称的六边形而得到。其胞元是一种较为规则的六边形，而且各胞元之间没有空隙地连接起来，公用了杆件从而使得结构排列得非常紧凑。胞元的高为Ly，宽为Lx，端点两点偏离竖直对称轴的距离为a，偏离与其相邻的两端点连线的距离为b。事实上，可以在不改变胞元在受力时上下杆左右偏移的形变机制的情况下对胞元的形状进行优化，如以曲带直可以减低本结构的等效弹性模量且增加本结构的弹性。本三维压扭结构的压扭效果好，工作稳定。

权利要求

1.一种三维压扭结构，其特征在于，所述的三维压扭结构为圆柱形结构，圆柱体的表面上均匀分布有中心对称的六边形胞元孔，所述的胞元孔为斜倒的“Z”形结构，高为Ly，宽为Lx，端点两点偏离竖直对称轴的距离为a，偏离与其相邻的两端点连线的距离为b，所述的胞元孔边缘的肋条宽度为T，相邻两个胞元孔之间不间断连接。

2.根据权利要求1所述的一种三维压扭结构，其特征在于，所述的胞元孔的边缘肋条采用具有弹性的材料进行加工。

说明书

技术领域

本实用新型涉及机械超材料领域，特别是一种三维压扭结构。

背景技术

超材料并不是一种天然材料，而是一种人造结构，通过对机构巧妙的设计赋予其优于普通材料的力学性能，甚至能使其拥有天然材料不存在的力学特性。负泊松比结构，声学隐形结构，手性结构等等都属于超材料的范围。

压扭结构是一种在受到轴向压缩或拉伸时，其横截面会发生扭转的结构，Tobias等在2017年发表在Science上文章提出了一种的三维压扭结构，是通过一种六面体单胞阵列而成的，在轴向受到压力时，由于其三维结构的变形机制，各个单胞相对于旋转中心绕同一个方向旋转，以达到受压扭转的效果。Zhong等在Composite Structures公布了一种基于斜杆将轴向压缩(或张力)转化为扭转的手性机理，用斜杆作为产生压扭效应的一种三维压扭结构。最近提出的新的压扭结构，也大多是基于斜杆而进行设计的。

现有的压扭结构存在的主要问题有：

1)不同的胞元受力产生的线性变化相同，但大多数压扭结构布置方式导致其各胞元距离旋转中心的距离不同，作用效果存在干涉；

2)采用许多独立连杆进行组合，结构设计的优化空间较大；

3)多是二维结构在第三个方向上简单的阵列而成，设计方法较单一而且压扭效果有限。

发明内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种三维压扭结构。该结构在受到轴向压缩或拉伸时，其横截面会发生扭转，且设计紧凑，工作稳定。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种三维压扭结构，其几何特征是：通过一种中心对称的六边形胞元紧密排列于一个平面，再将平面弯曲成圆柱面而成。

所述三维压扭结构，也可以认为从一个没有顶面和底面的有一定厚度的圆柱外壳上不断挖去上述中心对称的六边形而得到的。

所述六边形胞元，其几何特征是：在一个能构成矩形的四个点中增加两个关于矩形几何中心中心对称的两个点，再用这六个点构成一个六边形。

附图说明

图1是三维压扭结构的示意图。

图2是三维压扭结构的二维展开图。

图3是三维压扭结构的胞元几何尺寸。

图4是三维压扭结构的变形示意图。

具体实施方式

为能进一步描述发明的发明内容、特点及功能，现例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如图1所示，本实用新型提供一种三维压扭结构，其几何特征是：通过一种中心对称的六边形胞元紧密排列于一个平面，再将平面弯曲成圆柱面而成；也可以认为是从一个没有顶面和底面的由一定厚度圆柱外壳上不断挖去上述的中心对称的六边形而得到。

如图2所示是本三维压扭结构的二维展开图，可以看到，其胞元是一种较为规则的六边形，而且各胞元之间没有空隙地连接起来，公用了杆件从而使得结构排列得非常紧凑。

如图3所示是本三维压扭结构的胞元的一种几何尺寸，其中胞元的高为Ly，宽为Lx，两端点偏离竖直对称轴的距离为a，偏离与其相邻的两端点连线的距离为b。事实上，可以在不改变胞元在受力时上下杆分别向左右偏移的形变机制的情况下对胞元的形状进行优化，如以曲带直可以减低本结构的等效弹性模量且增加本结构的弹性。

如图4所示是本三维压扭结构的变形示意图，已用有限元分析软件Abaqus对本结构在各种尺寸参数下的变形效果。实验结果表明本结构压扭效果好，工作稳定。

尽管上面结合附图对发明的较好实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

一种三维压扭结构专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。