[发明专利]一种加固型负刚度超材料结构

权利要求书

1.一种加固型负刚度超材料结构，其特征在于，包括外圆柱面和内部周期性结构，所述外圆柱面上设有周期性分布的第一梁单元，所述内部周期性结构上设有周期性分布的第二梁单元，所述第一梁单元和所述第二梁单元都包括两个对称的斜梁单元；

所述外圆柱面的上表面和下表面都为一个圆结构，所述第一梁单元周期性的分布在上表面和下表面的所述圆结构之间；

所述内部周期性结构包括6个60°的圆周阵列结构，每个所述圆周阵列结构都包括两个所述第二梁单元，且相邻的所述圆周阵列结构共用一个所述第二梁单元；每个所述第二梁单元的顶部设有上梁、底部设有下梁，所述第二梁单元设在所述上梁和所述下梁之间；

所述上梁和所述外圆柱面上表面的圆结构连接，且与上表面的圆结构位于同一平面内；

所述下梁和所述外圆柱面下表面的圆结构连接，且与下表面的圆结构位于同一平面内。

2.如权利要求1所述的加固型负刚度超材料结构，其特征在于，所述外圆柱面上设有八个周期性分布的所述第一梁单元。

3.如权利要求2所述的加固型负刚度超材料结构，其特征在于，根据平面和曲面的斜梁单元在屈曲过程中的力位移来获取所述斜梁单元的结构参数，具体包括：

内部周期性结构的平面上：

外圆柱面的曲面上：

其中，F₁/F₃表示梁单元力f的归一化标量；Δ表示位移d的归一化标量；Q表示斜梁单元的高度与厚度的比值；K₁、K₂为常数且与外圆柱面上的第一梁单元的数量相关；

通过调整Q、K₁、K₂即能实现加固型负刚度超材料结构的性能调节。

4.如权利要求3所述的加固型负刚度超材料结构，其特征在于，当外圆柱面和内部周期性结构的斜梁单元的高厚比Q都为4.67时，得到双稳态的加固型负刚度超材料结构。

5.如权利要求4所述的加固型负刚度超材料结构，其特征在于，所述加固型负刚度超材料结构通过增材制造方式打印，且其材料为SLS。