一种负泊松比超结构成型模具

本发明涉及超结构超材料，尤其涉及一种负泊松比超结构成型模具。

背景技术：

1、通常认为, 几乎所有的材料泊松比值都为正, 约为1/3,橡胶类材料为1/2, 金属铝为0.33, 铜为0.27, 典型的聚合物泡沫为0.11～0.14等, 即这些材料在拉伸时材料的横向发生收缩。而负泊松比negativepoisson’sratio效应, 是指受拉伸时, 材料在弹性范围内横向发生膨胀； 而受压缩时, 材料的横向反而发生收缩。

2、随着经济的发展，超结构和超材料越来越多的应用到船舶、航空航天等各个领域。以船舶领域的应用需求为例，舰船在实际运行过程中可能会遭受鱼雷、导弹、炮弹、水下炸弹等的攻击。水下爆炸过程中会产生爆炸弹体碎片和爆炸冲击波，造成舰船结构和设备等的侵彻破坏损伤。此外，现代化船舶工业也对船舶设计制造提出了更高的技术要求和功能要求，包括轻量化要求、耐腐蚀要求、隐身性要求等。因此，有必要在船舶结构中引入新材料和新结构来满足抗冲击等方面的要求。

3、然而现有的制备负泊松比结构的模具的尺寸固定，缺少灵活调节尺寸的能力，因此，限制了纤维复合材料在各个领域的研究和应用

技术实现思路

1、有鉴于此，有必要提供一种负泊松比超结构成型模具，用以解决现有技术中负泊松比结构的模具尺寸固定，缺少灵活调节尺寸的能力的技术问题。

2、本发明提供一种负泊松比超结构成型模具，该负泊松比超结构成型模具包括：固定结构和芯层单元，固定结构形成有一容纳腔，芯层单元内置于容纳腔内，固定结构与芯层单元可拆卸连接以固定芯层单元；固定结构至少能沿一个方向伸缩以调节容纳腔的尺寸。

3、进一步的，芯层单元为长方体结构，固定结构至少能沿芯层单元的长度方向、宽度方向或高度方向中的一个伸缩。

4、进一步的，固定结构包括若干个侧边条，侧边条沿芯层单元的长度方向布置并且与芯层单元的侧边可拆卸连接，侧边条可依次首尾相连。

5、进一步的，侧边条两端形成有销孔，侧边条可通过插销依次首尾连接。

6、进一步的，固定结构还包括沿芯层单元的宽度方向布置的横向固定机构，横向固定机构包括连杆、压板以及固定器，连杆一端形成有与位于一侧的侧边条抵接的抵接部，连杆的另一端与压板和固定器可拆卸连接，固定器用以将压板压紧于另一侧的侧边条。

7、进一步的，连杆远离抵接部的一端形成有外螺纹，压板形成有供连杆穿过的通孔，固定器形成有连接孔，连接孔的内壁上形成有与外螺纹相匹配的内螺纹。

8、进一步的，固定结构还包括沿芯层单元的高度方向布置的纵向固定机构，纵向固定机构分别连接最上层的侧边条的上表面和最下层的侧边条的下表面，用以夹紧各个侧边条。

9、进一步的，侧边条两端沿芯层单元的高度方向形成有通孔，纵向固定机构包括螺栓和螺母，螺栓依次贯穿各个通孔，螺母与螺栓配合连接以夹紧各个侧边条。

10、进一步的，芯层单元包括若干沿长度方向布置的星形胞条、半星形胞条和三角胞条，星形胞条的截面为四角星形，半星形胞条的截面为星形胞条截面的一半，三角胞条的截面为边长与四角星形相同的等边三角形；各个胞条可依次首尾相连；侧边条形成有与星形胞条的一个角配合连接的凹槽。

11、进一步的，在同一层内，星形胞条并排布置并且尖端相互抵接，相邻两个星形胞条之间布置有两个三角胞条；在相邻两层之间，星形胞条交错布置并且侧边相互贴合；芯层单元的最上层和最下层为交替布置的半星形胞条和三角胞条，以形成芯层单元的上表面和下表面。

12、与现有技术相比，本发明提供的负泊松比超结构成型模具的固定结构能沿至少一个方向伸缩以调节容纳腔的尺寸，以适应不同尺寸大小的芯层单元，以满足不同的试验需求。

13、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如下。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

技术特征：

1.一种负泊松比超结构成型模具，其特征在于，其包括：固定结构和芯层单元，所述固定结构形成有一容纳腔，所述芯层单元内置于所述容纳腔内，所述固定结构与所述芯层单元可拆卸连接以固定所述芯层单元；所述固定结构至少能沿一个方向伸缩以调节所述容纳腔的尺寸。

2.根据权利要求1所述的负泊松比超结构成型模具，其特征在于，所述芯层单元为长方体结构，所述固定结构至少能沿所述芯层单元的长度方向、宽度方向或高度方向中的一个伸缩。

3.根据权利要求2所述的负泊松比超结构成型模具，其特征在于，所述固定结构包括若干个侧边条，所述侧边条沿所述芯层单元的长度方向布置并且与所述芯层单元的侧边可拆卸连接，所述侧边条可依次首尾相连。

4.根据权利要求3所述的负泊松比超结构成型模具，其特征在于，所述侧边条两端形成有销孔，所述侧边条可通过插销依次首尾连接。

5.根据权利要求3所述的负泊松比超结构成型模具，其特征在于，所述固定结构还包括沿所述芯层单元的宽度方向布置的横向固定机构，所述横向固定机构包括连杆、压板以及固定器，所述连杆一端形成有与位于一侧的所述侧边条抵接的抵接部，所述连杆的另一端与所述压板和所述固定器可拆卸连接，所述固定器用以将所述压板压紧于另一侧的所述侧边条。

6.根据权利要求5所述的负泊松比超结构成型模具，其特征在于，所述连杆远离所述抵接部的一端形成有外螺纹，所述压板形成有供所述连杆穿过的通孔，所述固定器形成有连接孔，所述连接孔的内壁上形成有与所述外螺纹相匹配的内螺纹。

7.根据权利要求5所述的负泊松比超结构成型模具，其特征在于，所述固定结构还包括沿所述芯层单元的高度方向布置的纵向固定机构，所述纵向固定机构分别连接最上层的所述侧边条的上表面和最下层的所述侧边条的下表面，用以夹紧各个所述侧边条。

8.根据权利要求7所述的负泊松比超结构成型模具，其特征在于，所述侧边条两端沿所述芯层单元的高度方向形成有通孔，所述纵向固定机构包括螺栓和螺母，所述螺栓依次贯穿各个所述通孔，所述螺母与所述螺栓配合连接以夹紧各个所述侧边条。

9.根据权利要求3所述的负泊松比超结构成型模具，其特征在于，所述芯层单元包括若干沿长度方向布置的星形胞条、半星形胞条和三角胞条，所述星形胞条的截面为四角星形，所述半星形胞条的截面为所述星形胞条截面的一半，所述三角胞条的截面为边长与所述四角星形相同的等边三角形；各个胞条可依次首尾相连；所述侧边条形成有与所述星形胞条的一个角配合连接的凹槽。

10.根据权利要求9所述的负泊松比超结构成型模具，其特征在于，在同一层内，所述星形胞条并排布置并且尖端相互抵接，相邻两个所述星形胞条之间布置有两个所述三角胞条；在相邻两层之间，所述星形胞条交错布置并且侧边相互贴合；所述芯层单元的最上层和最下层为交替布置的半星形胞条和三角胞条，以形成芯层单元的上表面和下表面。

技术总结本发明涉及一种负泊松比超结构成型模具，包括固定结构和芯层单元，固定结构形成有一容纳腔，芯层单元内置于容纳腔内，固定结构与芯层单元可拆卸连接以固定芯层单元；固定结构至少能沿一个方向伸缩以调节容纳腔的尺寸。与现有技术相比，本发明提供的负泊松比超结构成型模具的固定结构能沿至少一个方向伸缩以调节容纳腔的尺寸，以适应不同尺寸大小的芯层单元，以满足不同的试验需求。技术研发人员：刘加一,刘志康受保护的技术使用者：华中科技大学技术研发日：技术公布日：2024/7/15