[实用新型]具有负泊松比和可调带隙的正交金属丝网结构

说明书

本实用新型涉及一种具有负泊松比和可调带隙的正交金属丝网结构，包括负泊松比的金属骨架，所述金属骨架的顶部设置有固定连接片，所述固定连接片上开设有若干个圆孔，其中一部分圆孔经金属骨架顶部的波峰连接节点一一对应穿过，且两者之间均过盈穿插连接有固定金属丝，另一部分圆孔上均固连有振子，所述振子与波峰连接节点均呈矩形阵列排布，形成两种点阵胞元，两种胞元之间交互作用。本实用新型采用三维双箭头单胞阵列组合而成，结构中金属骨架与振子通过固定连接片组合，使结构能同时呈现出负泊松比与带隙减振性能，实现了缓冲吸能特性与带隙减振多功能复合，且点阵结构本身具有轻质承载能力强的特点，能满足工程实际中日益复杂的多功能需求。

技术领域

本实用新型涉及一种具有负泊松比和可调带隙的正交金属丝网结构。

背景技术

工程科技发展支撑着我国现代化经济体系建设，解决工程科技发展中的问题对于推动科技和经济发展有重要的促进作用。振动和冲击碰撞是航空航天、动力机械、防护装备、交通运输、土木建筑等工程领域中难以避免的问题，而强烈的振动或剧烈的冲击严重影响装备或器件的性能、精度、寿命，严重时甚至会造成事故威胁到人身安全。实现振动的减弱或抑制，提高结构的耐撞性能，具有极其重要的工程意义。除了开发冲击防护技术外，也迫切需要发展具有优良减振/吸能特性的工程材料或结构。机械超材料是一种基于其几何结构获得独特机械性能或力学性质的超材料。在减振吸能等工业应用中，机械超材料的带隙减振特性和缓冲吸能特性彰显出独特的潜力。在对物理结构进行设计以实现特定功能需求的设计理念指引下，人工构筑的减振/吸能机械超材料显示出可设计性强、性能可定制化等特点，再加上其本身具有的轻质承载特点，作为一种特殊功能结构在减振吸能应用场景中可发挥出重要作用。

目前周期性胞元结构金属多孔材料的制造技术主要有：增材制造法、熔模铸造法、变形成形法、金属丝搭接组装法等。

现有的三维负泊松比结构的问题和缺陷主要有：

现有的负泊松比结构在功能设计方面，主要以增强结构的负泊松比效应，满足承载、抗冲击、吸能、热防护等功能需求为主，几乎没有考虑结构的带隙减振性能。而现有的声子晶体结构主要以研究带隙起止频率和宽度调控为主，结构自身抗冲击能力有限。在现有的周期性胞元结构中，几乎没有兼具优良减振和吸能特性的轻质超材料结构，难以满足工程实际的多功能需求。

实用新型内容

鉴于现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具有负泊松比和可调带隙的正交金属丝网结构。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种具有负泊松比和可调带隙的正交金属丝网结构，包括负泊松比的金属骨架，所述金属骨架的顶部设置有固定连接片，所述固定连接片上开设有若干个圆孔，其中一部分圆孔经金属骨架顶部的波峰连接节点一一对应穿过，且两者之间均过盈穿插连接有固定金属丝，另一部分圆孔上均固连有振子，所述振子与波峰连接节点均呈矩形阵列排布，形成两种点阵胞元，两种胞元之间交互作用。

优选的，所述金属骨架由两种几何参数的金属丝编织而成，所述固定连接片与金属骨架使用同种金属材料，所述振子为密度大的金属材料，其密度大于固定连接片与金属骨架。

优选的，所述振子为螺栓形振子，螺栓形振子包括螺栓与螺母，螺栓穿过圆孔后经螺母螺接紧固在固定连接片上。

优选的，所述金属骨架为单层三维双箭头负泊松比结构，单层三维双箭头负泊松比结构包括若干组二维双箭头结构，二维双箭头结构均包括两种规格的波浪形的金属丝，两种金属丝的波峰高度均不同，两种金属丝的波谷均一一相对应排列，且波谷连接节点均通过电阻点焊连接成二维双箭头结构；若干组二维双箭头结构之间再正交排列，若干组二维双箭头结构的波峰连接节点一一相对应排列，且在波峰连接节点处采用电阻点焊连接形成单层三维双箭头负泊松比结构。

优选的，所述金属骨架的数量具有若干组且上下叠设，其中下层金属骨架的顶部波峰位置与上层金属骨架的底部波峰位置一一相对应，并在此节点处采用电阻点焊的方式连接形成多层三维双箭头负泊松比结构。