發(fā)布時間：2021-01-04 03:10

　　作為一種新穎、獨特的超材料結(jié)構(gòu),負泊松比結(jié)構(gòu)受到了廣泛關(guān)注。近年來,三維有序負泊松比結(jié)構(gòu)已成為負泊松比結(jié)構(gòu)研究領(lǐng)域的熱點。但通常其構(gòu)型復(fù)雜難制備且剛度相對較低。因此制備工藝的研究和結(jié)構(gòu)剛度的提升是三維有序負泊松比結(jié)構(gòu)研究的關(guān)鍵課題。以高性能纖維增強復(fù)合材料為母材制備三維有序負泊松比結(jié)構(gòu)具有提高其比剛度、比強度性能的潛力,但目前相關(guān)研究鮮有報道。本文提出了制備三維內(nèi)凹負泊松比結(jié)構(gòu)的嵌鎖組裝工藝和制備三維雙箭頭型負泊松比結(jié)構(gòu)的堆疊組裝工藝,設(shè)計并成功制備了金屬和復(fù)合材料三維內(nèi)凹負泊松比結(jié)構(gòu)以及復(fù)合材料三維雙箭頭型負泊松比結(jié)構(gòu)。在實現(xiàn)結(jié)構(gòu)制備的基礎(chǔ)上,通過試驗表征、數(shù)值模擬和理論分析等方法研究結(jié)構(gòu)的變形、泊松比以及壓縮模量等性質(zhì),為三維有序負泊松比結(jié)構(gòu)的設(shè)計、制備和應(yīng)用提供參考。主要研究內(nèi)容包括:首先,提出了制備三維內(nèi)凹負泊松比結(jié)構(gòu)的嵌鎖組裝工藝,實現(xiàn)了非增材制造工藝的三維負泊松比結(jié)構(gòu)制備�；谠撉舵i組裝工藝,成功制備了一系列母材為金屬（304不銹鋼）的試驗樣件。采用單軸壓縮試驗測試了試樣的泊松比和等效壓縮模量。同時采用有限元數(shù)值仿真方法研究了結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)（包括桿件的橫截面尺寸以及豎直桿與傾... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：141 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

正泊松比材料和負泊松比材料在拉伸載荷作用下的變形[2]

圖 1-2 普通聚合物泡沫（左）和負泊松比聚合物泡沫（右）的掃描電鏡照片[55Fig.1-2 SEM of conventional (left) and auxetic (right) polymeric foams[55]2 內(nèi)凹蜂窩ibson 等[56]指出具有內(nèi)凹特征的六角形蜂窩結(jié)構(gòu)擁有負泊松比性質(zhì)，如由于鉸鏈作用，傾斜桿在單軸拉伸載荷作用下會向水平方向轉(zhuǎn)動，在垂直于加載方向的膨脹，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)具有負泊松比性質(zhì)[57]。后續(xù)的單軸載荷作用下結(jié)構(gòu)的主導(dǎo)變形機制為傾斜桿的彎曲，并伴隨有軸作用，且傾斜桿的彎曲變形是引起內(nèi)凹蜂窩結(jié)構(gòu)負泊松比性質(zhì)的主要

59]。圖1-3 內(nèi)凹蜂窩未變形狀態(tài)及在拉伸載荷作用下的變形狀態(tài)[60]Fig.1-3 Re-entrant honeycomb in the undeformed and deformed states[60]1.2.1.3 手性結(jié)構(gòu)和反手性結(jié)構(gòu)手性結(jié)構(gòu)和反手性結(jié)構(gòu)是另一類研究比較多的負泊松比結(jié)構(gòu)[61]，如圖 1-4 所示。手性結(jié)構(gòu)具有旋轉(zhuǎn)對稱性質(zhì)（連接兩個相鄰節(jié)點的韌帶在節(jié)點的兩側(cè)），而反手性結(jié)構(gòu)具有軸對稱性質(zhì)（連接兩個相鄰節(jié)點的韌帶在節(jié)點的同一側(cè)）。在外3

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]新型周期多孔材料的準靜態(tài)和沖擊特性研究[D]. 喬錦秀.清華大學 2016
[2]新型負泊松比結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)研究及其在車身設(shè)計中的應(yīng)用[D]. 周冠.湖南大學 2015
[3]三維負泊松比多胞結(jié)構(gòu)的軸向壓縮性能研究[D]. 張偉.大連理工大學 2015

碩士論文
[1]宏觀負泊松比效應(yīng)蜂窩基座及防護結(jié)構(gòu)減振與抗爆性能設(shè)計[D]. 張梗林.上海交通大學 2014
[2]可變形蜂窩結(jié)構(gòu)的力學性能分析[D]. 趙顯偉.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[3]車用負泊松比安全帶織帶乘員保護效能研究[D]. 安文姿.大連理工大學 2013



本文編號：2956031