【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種超材料，具體涉及一種熱膨脹與泊松比集成可調控的二維超材料胞元及其組合。
技術介紹
1、負熱膨脹超材料可廣泛用于航空航天當中，譬如衛星天線和航天器的熱變形控制；除此之外，在精密儀器、電子等工程領域，由于結構容易受到溫度波動的影響而且其本身也要求高精度，因此具有負膨脹甚至是零膨脹系數的材料具有很高的應用價值。而負泊松比超材料則可以被用作防爆車車底板，當防爆車底部的爆炸物爆炸時，巨大的沖擊波會導致負泊松比材料在受沖擊點處迅速聚集，密度增加，強度增大，抵抗變形從而保證車內人員的安全；另外，負泊松比材料還可以用作汽車輪胎、安全帶和安全頭盔這些都得益于其優異的吸能緩沖性能。因此，設計和發展更多新型超材料，使其集多種力學性能和功能于一體，從而讓材料本身能夠在多場集成的工況下長期服役，是進一步提升材料性能極限的關鍵途徑。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是克服上述
技術介紹
中的不足，提供一種熱膨脹與泊松比集成可調控的超材料胞元，該材料應具有熱膨脹系數可調控、泊松比可調控的特點。
2、本專利技術提供的技術方案是：
3、一種熱膨脹與泊松比集成可調控二維超材料胞元，其特征在于：該二維超材料胞元包括由兩個第一連桿和兩個第二連桿依次首尾相連而成的四邊形單元以及兩個分別由第三連桿的一端與第四連桿的一端相連形成的半箭頭單元；其中：所述第一連桿與第二連桿的連接點還連接所述第三連桿的另一端，所述兩個第四連桿同軸設置并且過兩個第二連桿的連接點，所述第一連桿、第二連桿、第三連桿
4、所述四邊形單元關于對角線對稱，兩個半箭頭單元關于對角線對稱；所述對角線為兩個第一連桿的連接點至兩個第二連桿的連接點的連線。
5、所述兩個第四連桿垂直于所述對角線。
6、所述第一連桿與第四連桿的夾角θ1小于90度；所述第二連桿與第四連桿的夾角θ3小于90度；所述第三連桿與第四連桿的夾角θ2大于第二連桿與第四連桿的夾角θ3且小于第一連桿與第四連桿的夾角θ1的補角。
7、所述第一連桿、第三連桿、第四連桿為低熱膨脹系數材料制成；所述第二連桿為高熱膨脹系數材料制成。
8、采用所述熱膨脹與泊松比集成可調控二維超材料胞元形成的可調控三維超材料胞元，其特征在于：所述三維超材料胞元結構由兩個二維超材料胞元結構共頂點且共底點構造而成，所述兩個二維超材料胞元結構中四邊形單元所成的平面相互垂直；所述頂點為兩個第一連桿的連接點，所述底點為兩個第二連桿的連接點。
9、采用所述熱膨脹與泊松比集成可調控二維超材料胞元形成的可調控三維超材料胞元，其特征在于：所述三維超材料胞元結構，由四個二維超材料胞元結構共頂點構造的類正四棱錐結構，四個棱錐面均為二維超材料胞元結構。
10、所述棱錐面為所述四邊形單元形成的平面，并且兩兩相鄰的四邊形單元共用一個第一連桿，從而形成所述類正四棱錐結構的棱錐邊。
11、本專利技術的有益效果是：所提供的熱膨脹與泊松比集成可調控超材料胞元，集熱膨脹系數可調控與泊松比可調控于一體，從而讓材料本身能夠在溫度場與機械場耦合的工況下長期服役。
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1.一種熱膨脹與泊松比集成可調控二維超材料胞元，其特征在于：該二維超材料胞元包括由兩個第一連桿(1)和兩個第二連桿(2)依次首尾相連而成的四邊形單元以及兩個分別由第三連桿(3)的一端與第四連桿(4)的一端相連形成的半箭頭單元；其中：所述第一連桿與第二連桿的連接點還連接所述第三連桿的另一端，所述兩個第四連桿同軸設置并且過兩個第二連桿的連接點，所述第一連桿、第二連桿、第三連桿以及第四連桿共面。
2.根據權利要求1所述的熱膨脹與泊松比集成可調控二維超材料胞元，其特征在于：所述四邊形單元關于對角線對稱，兩個半箭頭單元關于對角線對稱；所述對角線為兩個第一連桿的連接點至兩個第二連桿的連接點的連線。
3.根據權利要求2所述的熱膨脹與泊松比集成可調控二維超材料胞元，其特征在于：所述兩個第四連桿垂直于所述對角線。
4.根據權利要求3所述的熱膨脹與泊松比集成可調控二維超材料胞元，其特征在于：所述第一連桿與第四連桿的夾角θ1小于90度；所述第二連桿與第四連桿的夾角θ3小于90度；所述第三連桿與第四連桿的夾角θ2大于第二連桿與第四連桿的夾角θ3且小于第一連桿與第四連桿
5.根據權利要求4所述的熱膨脹與泊松比集成可調控二維超材料胞元，其特征在于：所述第一連桿、第三連桿、第四連桿為低熱膨脹系數材料制成；所述第二連桿為高熱膨脹系數材料制成。
6.采用權利要求1所述熱膨脹與泊松比集成可調控二維超材料胞元形成的可調控三維超材料胞元，其特征在于：所述三維超材料胞元結構由兩個二維超材料胞元結構共頂點且共底點構造而成，所述兩個二維超材料胞元結構中四邊形單元所成的平面相互垂直；所述頂點為兩個第一連桿的連接點，所述底點為兩個第二連桿的連接點。
7.采用權利要求1所述熱膨脹與泊松比集成可調控二維超材料胞元形成的可調控三維超材料胞元，其特征在于：所述三維超材料胞元結構，由四個二維超材料胞元結構共頂點構造的類正四棱錐結構，四個棱錐面均為二維超材料胞元結構。
8.根據權利要求7所述的采用熱膨脹與泊松比集成可調控二維超材料胞元形成的可調控三維超材料胞元，其特征在于：所述棱錐面為所述四邊形單元形成的平面，并且兩兩相鄰的四邊形單元共用一個第一連桿，從而形成所述類正四棱錐結構的棱錐邊。
...【技術特征摘要】
1.一種熱膨脹與泊松比集成可調控二維超材料胞元，其特征在于：該二維超材料胞元包括由兩個第一連桿(1)和兩個第二連桿(2)依次首尾相連而成的四邊形單元以及兩個分別由第三連桿(3)的一端與第四連桿(4)的一端相連形成的半箭頭單元；其中：所述第一連桿與第二連桿的連接點還連接所述第三連桿的另一端，所述兩個第四連桿同軸設置并且過兩個第二連桿的連接點，所述第一連桿、第二連桿、第三連桿以及第四連桿共面。
2.根據權利要求1所述的熱膨脹與泊松比集成可調控二維超材料胞元，其特征在于：所述四邊形單元關于對角線對稱，兩個半箭頭單元關于對角線對稱；所述對角線為兩個第一連桿的連接點至兩個第二連桿的連接點的連線。
3.根據權利要求2所述的熱膨脹與泊松比集成可調控二維超材料胞元，其特征在于：所述兩個第四連桿垂直于所述對角線。
4.根據權利要求3所述的熱膨脹與泊松比集成可調控二維超材料胞元，其特征在于：所述第一連桿與第四連桿的夾角θ1小于90度；所述第二連桿與第四連桿的夾角θ3小于90度；所述第三連桿與第四連桿的夾角θ2大于第二連桿與第四連桿的夾角θ3且小于第一...
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