CN104157186A - 一种具有零泊松比的网格结构及其压缩方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了具有零泊松比的网格结构，包括:第一横向拉胀边11、第二横向拉胀边12、第一蛇形折叠斜向蜂窝边21、第二蛇形折叠斜向蜂窝边22、第一横向蜂窝边31和第二横向蜂窝边32；第一横向拉胀边11、第一蛇形折叠斜向蜂窝边21、第二横向拉胀边12和第二蛇形折叠斜向蜂窝边22依次首尾相连，第一蛇形折叠斜向蜂窝边21和第二蛇形折叠斜向蜂窝边22关于所述网格结构的中心轴对称。

Description

一种具有零泊松比的网格结构及其压缩方法

技术领域

本发明涉及一种网格结构技术，特别涉及一种具有零泊松比的网格结构及其压缩方法。

背景技术

泊松比是材料的一种基本力学性能，反映了材料受单轴荷载时垂直于荷载方向变形性质。其计算公式为

$v=-\frac{{\mathrm{\ϵ}}_x}{{\mathrm{\ϵ}}_y},---\left(1\right)$

其中，ε_x是材料的横向应变量，ε_y是材料的纵向应变量。各向同性材料的泊松比范围在-1到0.5之间。大部分材料的泊松比一般为正值，但是通过改变材料的内部结构也有可能使结构呈现出负泊松比的效果。负泊松比材料由于在压缩时产生横向收缩，结构变得越来越致密，能有效地抵抗压缩荷载，因此在承载、能量吸收等领域有着广泛的应用和良好的前景。而零泊松比材料则在承受纵向荷载的时，横向方向不产生形变。生物界中的软木、软骨、韧带、角膜等组织结构就呈现出接近于零泊松比的特性。零泊松比材料能用在结构对横向应变非常敏感的场合，能防止由于横向应变而产生的失效。常规的网格结构，例如正六边形蜂窝结构或六边形的纯拉胀结构会使结构呈现出正的或负的泊松比，使得结构在受纵向荷载时产生横向收缩或膨胀。

发明内容

本发明首要的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种具有零泊松比的网格结构，该网构结构的零泊松比效果与组成该网格结构的材料特性无关。

本发明的另一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种所述具有零泊松比的网格结构的压缩方法，该压缩方法通过内部特定边的变形实现了网格结构整体结构的零泊松比。

本发明的首要目的通过下述技术方案实现：一种具有零泊松比的网格结构，包括：第一横向拉胀边11、第二横向拉胀边12、第一蛇形折叠斜向蜂窝边21、第二蛇形折叠斜向蜂窝边22、第一横向蜂窝边31和第二横向蜂窝边32；所述第一蛇形折叠斜向蜂窝边21包括依次连接的第一斜向蜂窝边211、第二斜向蜂窝边212、第三斜向蜂窝边213和第四斜向蜂窝边214；第二蛇形折叠斜向蜂窝边22包括依次连接的第五斜向蜂窝边221、第六斜向蜂窝边222、第七斜向蜂窝边223和第八斜向蜂窝边224；所述的第一斜向蜂窝边211、第二斜向蜂窝边212、第三斜向蜂窝边213、第四斜向蜂窝边214、第五斜向蜂窝边221、第六斜向蜂窝边222、第七斜向蜂窝边223和第八斜向蜂窝边224的长度相等；第一斜向蜂窝边211和第二斜向蜂窝边212之间的夹角、第二斜向蜂窝边212和第三斜向蜂窝边213之间的夹角、第三斜向蜂窝边213和第四斜向蜂窝边214之间的夹角、第五斜向蜂窝边221和第六斜向蜂窝边222之间的夹角、第六斜向蜂窝边222和第七斜向蜂窝边223之间的夹角以及第七斜向蜂窝边223和第八斜向蜂窝边224之间的夹角相等；第一横向拉胀边11、第一蛇形折叠斜向蜂窝边21、第二横向拉胀边12和第二蛇形折叠斜向蜂窝边22依次首尾相连，第一横向蜂窝边31与第二斜向蜂窝边212和第三斜向蜂窝边213的交点相连接，第二横向蜂窝边32与第六斜向蜂窝边222和第七斜向蜂窝边223的交点相连接；第一横向蜂窝边31位于第一蛇形折叠斜向蜂窝边21的外侧，第二横向蜂窝边32位于第二蛇形折叠斜向蜂窝边22的外侧。第一横向拉胀边11和第二横向拉胀边12的长度相等；第一横向拉胀边11、第二横向拉胀边12、第一横向蜂窝边31和第二横向蜂窝边32之间两两平行；所述第一蛇形折叠斜向蜂窝边21和第二蛇形折叠斜向蜂窝边22关于所述网格结构的中心轴对称。

所述的第一横向拉胀边11与第一斜向蜂窝边211的夹角、第一横向拉胀边11与第五斜向蜂窝边221的夹角、第二横向拉胀边12与第四斜向蜂窝边214的夹角以及第二横向拉胀边12与第八斜向蜂窝边224之间的夹角均为60°；第一斜向蜂窝边211与第二斜向蜂窝边212的夹角、第一横向蜂窝边31与第二斜向蜂窝边212的夹角以及第二横向蜂窝边32与第六斜向蜂窝边222的夹角均为120°；第一横向蜂窝边31和第二横向蜂窝边32的长度相等；第一横向蜂窝边31、第一斜向蜂窝边211和第一横向拉胀边11的长度比例为1:2:4。

通过共用第一横向拉胀边11和第二横向拉胀边12以及把若干个网格结构的第一横向蜂窝边31和第二横向蜂窝边32依次连接，把零泊松比网格结构重复排列。

制备所述网格结构的材料为铝板、木板、纸板或高分子材料。制备所述网格结构的方法为滚压成型法、激光焊接法、纸板粘结法、紫外光固化法或快速成型法。

本发明的另一目的通过以下技术方案实现：一种所述具有零泊松比的网格结构的压缩方法，包括以下步骤：

步骤1、对第一横向拉胀边11和第二横向拉胀边12进行压缩；

步骤2、第一斜向蜂窝边211和第二斜向蜂窝边212之间的夹角、第二斜向蜂窝边212和第三斜向蜂窝边213之间的夹角、第三斜向蜂窝边213和第四斜向蜂窝边214之间的夹角、第五斜向蜂窝边221和第六斜向蜂窝边222之间的夹角、第六斜向蜂窝边222和第七斜向蜂窝边223之间的夹角、第七斜向蜂窝边223和第八斜向蜂窝边224之间的夹角、第一横向拉胀边11与第一斜向蜂窝边211的夹角、第一横向拉胀边11与第五斜向蜂窝边221的夹角、第二横向拉胀边12与第四斜向蜂窝边214的夹角以及第二横向拉胀边12与第八斜向蜂窝边224之间的夹角减小；第一横向蜂窝边31与第二斜向蜂窝边212的夹角以及第二横向蜂窝边32与第六斜向蜂窝边222的夹角增大；第一横向拉胀边11和第二横向拉胀边12之间的距离、第一横向蜂窝边31和第一横向拉胀边11之间的距离、第一横向蜂窝边31和第二横向拉胀边12之间的距离、第二横向蜂窝边32和第一横向拉胀边11之间的距离以及第二横向蜂窝边32和第二横向拉胀边12之间的距离均缩短；

步骤3、第二斜向蜂窝边212和第三斜向蜂窝边213的交点与第六斜向蜂窝边222和第七斜向蜂窝边223的交点之间的距离保持不变，使所述网格结构的横向应变及泊松比均为零。

在步骤2中，所述第一横向拉胀边11与第五斜向蜂窝边221的交点、第二横向蜂窝边32与第六斜向蜂窝边222之间的交点以及第五斜向蜂窝边221与第六斜向蜂窝边222之间的交点所受的横向分力均为零，因此，对于第五斜向蜂窝边221有：

$M_1=\frac{F_{1}l\cos \mathrm{\θ}}{2},---\left(2\right)$

其中M₁为第五蜂窝边221所受的外力弯矩，F₁为第五蜂窝边221所受的外力，θ为第五斜向蜂窝边221与第六斜向蜂窝边222之间的夹角的一半。l为第五蜂窝边的长度。

以第五斜向蜂窝边221与第六斜向蜂窝边222之间的交点为参考点，由梁弯曲理论得到第一横向拉胀边11与第五斜向蜂窝边221的交点与第五斜向蜂窝边221与第六斜向蜂窝边222之间的交点的相对位移δ₁为：

${\mathrm{\δ}}_1=\frac{F_1{l}^3\cos \mathrm{\θ}}{12\mathrm{EI}},---\left(3\right)$

其中，EI为第五蜂窝边221的抗弯刚度。

所述第一横向拉胀边11与第五斜向蜂窝边221的交点与第五斜向蜂窝边221与第六斜向蜂窝边222之间的交点的横向相对位移δ_1h为：

${\mathrm{\δ}}_{1h}=\frac{F_1{l}^3\cos \mathrm{\θ}\sin \mathrm{\θ}}{12\mathrm{EI}},---\left(4\right)$

对于第六斜向蜂窝边222有：

$M_2=\frac{F_{2}l\cos \mathrm{\θ}}{2},---\left(5\right)$

其中，M₂为第六蜂窝边222所受的外力弯矩，F₂为第六蜂窝边222所受的外力。

第二横向蜂窝边32与第六斜向蜂窝边222之间的交点与第五斜向蜂窝边221与第六斜向蜂窝边222之间的交点的相对位移δ₂为：

${\mathrm{\δ}}_2=\frac{F_2{l}^3\cos \mathrm{\θ}}{12\mathrm{EI}},---\left(6\right)$

所述第二横向蜂窝边32与第六斜向蜂窝边222之间的交点与第五斜向蜂窝边221与第六斜向蜂窝边222之间的交点的横向相对位移δ_2h为：

${\mathrm{\δ}}_{2h}=\frac{F_2{l}^3\cos \mathrm{\θ}\sin \mathrm{\θ}}{12\mathrm{EI}},---\left(7\right)$

对第五斜向蜂窝边221与第六斜向蜂窝边222之间的交点有：

F₁＝F₂，          (8)

把式(8)分别代入式(2)和式(5)，得到：

M₁＝M₂，

把式(8)分别代入式(3)和式(6)，得到：

δ₁＝δ₂，

把式(8)分别代入式(4)和式(7)中，得到：

δ_1h＝δ_2h，

第五斜向蜂窝边221与第六斜向蜂窝边222的受力与水平相对位移完全一致，第一横向拉胀边11与第五斜向蜂窝边221的交点与第二横向蜂窝边32与第六斜向蜂窝边222之间的交点之间的横向相对位移为零。

本发明的原理：本发明通过共用横向拉胀边、以及把若干个网格结构的横向蜂窝边依次连接，把零泊松比网格结构重复排列。零泊松比网格结构在受外力或冲击荷载的情况下，横向拉胀边与横向蜂窝边之间的两个斜向蜂窝边开始折叠并产生向孔格内部方向的弯曲变形。变形后横向拉胀边与横向蜂窝边之间的垂直距离减少，而横向拉胀边之间、横向蜂窝边之间以及拉胀边与横向蜂窝边之间的水平距离却保持不变，使网格结构的横向应变及泊松比均为零。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

(1)本发明提出了一种具有零泊松比的网格结构，通过适当地改变材料的内部结构，使材料呈现出零泊松比效果。

(2)本发明提出的网格结构，其零泊松比效果与组成该网格的材料特性无关。

(3)本发明提出的网格结构结构简单，可以通过滚压成型、光固化等工艺大量快速生产，适合工业应用。

(4)本发明提出的网格结构，依然具有较高的孔隙率，同样适用于常规蜂窝网格的应用领域。

附图说明

图1为变形前的具有零泊松比的网格结构图；其中，11为第一横向拉胀边，12为第二横向拉胀边，21为第一蛇形折叠斜向蜂窝边，22为第二蛇形折叠斜向蜂窝边，211为第一斜向蜂窝边，212为第二斜向蜂窝边、213为第三斜向蜂窝边，214为第四斜向蜂窝边；221为第五斜向蜂窝边、222为第六斜向蜂窝边、223为第七斜向蜂窝边，224为第八斜向蜂窝边，31为第一横向蜂窝边，32为第二横向蜂窝边。

图2为受压变形后的具有零泊松比的网格结构图。

图3为若干个具有零泊松比的网格结构所连接后的结构图。

图4a为具有零泊松比的网格所受压缩荷载的示意图；其中，节点4为第一横向拉胀边11与第五斜向蜂窝边221的交点，节点5为第二横向蜂窝边32与第六斜向蜂窝边222的交点，节点6为第五斜向蜂窝边221与第六斜向蜂窝边222之间的交点。

图4b为具有零泊松比的网格结构网格内的斜向蜂窝边的受力分析示意图。

图5a为普通六边形蜂窝结构受压时的整体变形图。

图5b为具有零泊松比的网格结构受压时的整体变形图。

图6为具有零泊松比的网格结构的泊松比与纵向应变的关系图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，一种零泊松比网格结构，包括第一横向拉胀边11、第二横向拉胀边12、第一蛇形折叠斜向蜂窝边21、第二蛇形折叠斜向蜂窝边22、第一横向蜂窝边31和第二横向蜂窝边32；所述第一蛇形折叠斜向蜂窝边21包括依次连接的第一斜向蜂窝边211、第二斜向蜂窝边212、第三斜向蜂窝边213和第四斜向蜂窝边214；第二蛇形折叠斜向蜂窝边22包括依次连接的第五斜向蜂窝边221、第六斜向蜂窝边222、第七斜向蜂窝边223和第八斜向蜂窝边224；所述的第一斜向蜂窝边211、第二斜向蜂窝边212、第三斜向蜂窝边213、第四斜向蜂窝边214、第五斜向蜂窝边221、第六斜向蜂窝边222、第七斜向蜂窝边223和第八斜向蜂窝边224的长度相等；第一斜向蜂窝边211和第二斜向蜂窝边212之间的夹角、第二斜向蜂窝边212和第三斜向蜂窝边213之间的夹角、第三斜向蜂窝边213和第四斜向蜂窝边214之间的夹角、第五斜向蜂窝边221和第六斜向蜂窝边222之间的夹角、第六斜向蜂窝边222和第七斜向蜂窝边223之间的夹角以及第七斜向蜂窝边223和第八斜向蜂窝边224之间的夹角相等；第一横向拉胀边11、第一蛇形折叠斜向蜂窝边21、第二横向拉胀边12和第二蛇形折叠斜向蜂窝边22依次首尾相连，第一横向蜂窝边31与第二斜向蜂窝边212和第三斜向蜂窝边213的交点相连接，第二横向蜂窝边32与第六斜向蜂窝边222和第七斜向蜂窝边223的交点相连接；第一横向蜂窝边31位于第一蛇形折叠斜向蜂窝边21的外侧，第二横向蜂窝边32位于第二蛇形折叠斜向蜂窝边22的外侧。第一横向拉胀边11和第二横向拉胀边12的长度相等；第一横向拉胀边11、第二横向拉胀边12、第一横向蜂窝边31和第二横向蜂窝边32之间两两平行；所述第一蛇形折叠斜向蜂窝边21和第二蛇形折叠斜向蜂窝边22关于所述网格结构的中心轴对称。

所述的第一横向拉胀边11与第一斜向蜂窝边211的夹角、第一横向拉胀边11与第五斜向蜂窝边221的夹角、第二横向拉胀边12与第四斜向蜂窝边214的夹角以及第二横向拉胀边12与第八斜向蜂窝边224之间的夹角均为60°；第一斜向蜂窝边211与第二斜向蜂窝边212的夹角、第一横向蜂窝边31与第二斜向蜂窝边212的夹角以及第二横向蜂窝边32与第六斜向蜂窝边222的夹角均为120°；第一横向蜂窝边31和第二横向蜂窝边32的长度相等；第一横向蜂窝边31、第一斜向蜂窝边211和第一横向拉胀边11的长度比例为1:2:4。

当零泊松比网格结构受压缩荷载时，如图2所示，第一斜向蜂窝边211和第二斜向蜂窝边212之间的夹角、第二斜向蜂窝边212和第三斜向蜂窝边213之间的夹角、第三斜向蜂窝边213和第四斜向蜂窝边214之间的夹角、第五斜向蜂窝边221和第六斜向蜂窝边222之间的夹角、第六斜向蜂窝边222和第七斜向蜂窝边223之间的夹角、第七斜向蜂窝边223和第八斜向蜂窝边224之间的夹角、第一横向拉胀边11与第一斜向蜂窝边211的夹角、第一横向拉胀边11与第五斜向蜂窝边221的夹角、第二横向拉胀边12与第四斜向蜂窝边214的夹角以及第二横向拉胀边12与第八斜向蜂窝边224之间的夹角减小；第一横向蜂窝边31与第二斜向蜂窝边212的夹角以及第二横向蜂窝边32与第六斜向蜂窝边222的夹角增大；第一横向拉胀边11和第二横向拉胀边12之间的距离、第一横向蜂窝边31和第一横向拉胀边11之间的距离、第一横向蜂窝边31和第二横向拉胀边12之间的距离、第二横向蜂窝边32和第一横向拉胀边11之间的距离以及第二横向蜂窝边32和第二横向拉胀边12之间的距离均缩短；第二斜向蜂窝边212和第三斜向蜂窝边213的交点与第六斜向蜂窝边222和第七斜向蜂窝边223的交点之间的距离保持不变，使所述网格结构的横向应变及泊松比均为零。

如图3所示，所述的多个零泊松比网格结构通过共用第一横向拉胀边11、第二横向拉胀边12以及把若干个网格结构的第一横向蜂窝边31和第二横向蜂窝边32依次连接，把具有零泊松比的网格结构重复排列。

如图4a所示，节点4为第一横向拉胀边11与第五斜向蜂窝边221的交点，节点5为第二横向蜂窝边32与第六斜向蜂窝边222的交点，节点6为第五斜向蜂窝边221与第六斜向蜂窝边222的交点。当网格结构受压缩荷载时，通过计算第五斜向蜂窝边221和第六斜向蜂窝边222的变形来计算结构的整体泊松比。第五斜向蜂窝边221和第六斜向蜂窝边222的受力分析如图4b所示。由于结构受垂直荷载，由力平衡条件可以知道节点4、5和6处所受的水平分力均为零，因此对第五斜向蜂窝边221有：

$M_1=\frac{F_{1}l\cos \mathrm{\θ}}{2},---\left(2\right)$

其中M₁为第五蜂窝边221所受的外力弯矩，F₁为第五蜂窝边221所受的外力，θ为第五斜向蜂窝边221与第六斜向蜂窝边222之间的夹角的一半。l为第五蜂窝边的长度。

以节点6为参考点，由梁弯曲理论可知节点4与节点6的相对位移δ₁为：

${\mathrm{\δ}}_1=\frac{F_1{l}^3\cos \mathrm{\θ}}{12\mathrm{EI}},---\left(3\right)$

其中，EI为第五蜂窝边221的抗弯刚度。

节点4与节点6的水平相对位移δ_1h为：

${\mathrm{\δ}}_{1h}=\frac{F_1{l}^3\cos \mathrm{\θ}\sin \mathrm{\θ}}{12\mathrm{EI}},---\left(4\right)$

同理可得对第六斜向蜂窝边222有：

$M_2=\frac{F_{2}l\cos \mathrm{\θ}}{2},---\left(5\right)$

其中，M₂为第六蜂窝边222所受的外力弯矩，F₂为第六蜂窝边222所受的外力。

节点5与节点6的相对位移δ₂为：

${\mathrm{\δ}}_2=\frac{F_2{l}^3\cos \mathrm{\θ}}{12\mathrm{EI}},---\left(6\right)$

节点5与节点6的水平相对位移δ_2h为：

${\mathrm{\δ}}_{2h}=\frac{F_2{l}^3\cos \mathrm{\θ}\sin \mathrm{\θ}}{12\mathrm{EI}},---\left(7\right)$

对节点6，有：

F₁＝F₂，         (8)

把式(8)分别代入式(2)和式(5)，得到：

M₁＝M₂，

把式(8)分别代入式(3)和式(6)，得到：

δ₁＝δ₂，

把式(8)分别代入式(4)和式(7)中，得到：

δ_1h＝δ_2h，

第五斜向蜂窝边221和第六斜向蜂窝边222的受力与水平相对位移完全一致，节点4与节点5之间在水平方向上没有相对位移，因此第二横向蜂窝边32与第一横向拉胀边11之间没有横向相对位移，在受载过程中整个结构的横向没有变形，横向应变ε_x为零，由公式(1)可以计算得出该结构的泊松比为零。

下面介绍本实施例零泊松比网格的一种制造方法，并给出有限元压缩仿真和网格拉伸结果以验证本结构的实际效果。

采用光固化成型工艺快速获得具有零泊松比的网格结构，首先将UV光油倒入表面光滑的模具中，等液面流动平整后在液面上方盖上一张掩膜并固定，掩膜的表面刻有网格图案，其中透光部分为图3所示的重复排列的零泊松比网格图案，其余为遮光部分。然后利用3000W的UV灯照射此模具，单次曝光时间约8-15秒，根据固化程度重复曝光2-4次，等固化完全后小心地分离掩膜、制品和模具，用清水小心清洗固化制品后即可得到零泊松比网格结构，该方法所得到的第一拉胀边11的长度范围为0.5-10mm，宽度范围为0.05-2mm，厚度范围为0.1-1mm。

有限元压缩仿真结果：

如图5a所示，传统的正六边形蜂窝结构在受压时斜向蜂窝边折叠变形后会把相邻的横向蜂窝边撑开，因此会发生横向膨胀。如图5b所示，本发明结构在受到外力或高速冲击时，结构的纵向变形主要通过两个斜向蜂窝边之间的折叠变形产生。而第一横向蜂窝边31和第二横向蜂窝边32之间的横向距离则保持不变，因此通过各边的变形和协调，垂直于荷载方向结构几乎不产生膨胀或收缩，整体结构呈现出一种零泊松比的效果，该类结构能应用于对零泊松比有特殊要求的场合。

实际零泊松比网格结构的拉伸结果：

对光固化成型的网格进行拉伸，可以得出网格结构的泊松比随纵向应变变化的图像，如图6所示，X轴代表网格拉伸时的纵向应变数值，Y轴代表网格的泊松比数值。可见零泊松比网格结构的泊松比在拉伸过程中始终在零值附近波动(应变小于0.01时偏离较大是由于网格初始尚未拉紧)并最终稳定在零值，因此该结构能很好地实现零泊松比的功能。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种具有零泊松比的网格结构，其特征在于，包括：第一横向拉胀边(11)、第二横向拉胀边(12)、第一蛇形折叠斜向蜂窝边(21)、第二蛇形折叠斜向蜂窝边(22)、第一横向蜂窝边(31)和第二横向蜂窝边(32)；所述第一蛇形折叠斜向蜂窝边(21)包括依次连接的第一斜向蜂窝边(211)、第二斜向蜂窝边(212)、第三斜向蜂窝边(213)和第四斜向蜂窝边(214)；第二蛇形折叠斜向蜂窝边(22)包括依次连接的第五斜向蜂窝边(221)、第六斜向蜂窝边(222)、第七斜向蜂窝边(223)和第八斜向蜂窝边(224)；所述的第一斜向蜂窝边(211)、第二斜向蜂窝边(212)、第三斜向蜂窝边(213)、第四斜向蜂窝边(214)、第五斜向蜂窝边(221)、第六斜向蜂窝边(222)、第七斜向蜂窝边(223)和第八斜向蜂窝边(224)的长度相等；第一斜向蜂窝边(211)和第二斜向蜂窝边(212)之间的夹角、第二斜向蜂窝边(212)和第三斜向蜂窝边(213)之间的夹角、第三斜向蜂窝边(213)和第四斜向蜂窝边(214)之间的夹角、第五斜向蜂窝边(221)和第六斜向蜂窝边(222)之间的夹角、第六斜向蜂窝边(222)和第七斜向蜂窝边(223)之间的夹角以及第七斜向蜂窝边(223)和第八斜向蜂窝边(224)之间的夹角相等；第一横向拉胀边(11)、第一蛇形折叠斜向蜂窝边(21)、第二横向拉胀边(12)和第二蛇形折叠斜向蜂窝边(22)依次首尾相连，第一横向蜂窝边(31)与第二斜向蜂窝边(212)和第三斜向蜂窝边(213)的交点相连接，第二横向蜂窝边(32)与第六斜向蜂窝边(222)和第七斜向蜂窝边(223)的交点相连接；第一横向蜂窝边(31)位于第一蛇形折叠斜向蜂窝边(21)的外侧，第二横向蜂窝边(32)位于第二蛇形折叠斜向蜂窝边(22)的外侧；第一横向拉胀边(11)和第二横向拉胀边(12)的长度相等；第一横向拉胀边(11)、第二横向拉胀边(12)、第一横向蜂窝边(31)和第二横向蜂窝边(32)之间两两平行；所述第一蛇形折叠斜向蜂窝边(21)和第二蛇形折叠斜向蜂窝边(22)关于所述网格结构的中心轴对称。

2.根据权利要求1所述的具有零泊松比的网格结构，其特征在于，所述的第一横向拉胀边(11)与第一斜向蜂窝边(211)的夹角、第一横向拉胀边(11)与第五斜向蜂窝边(221)的夹角、第二横向拉胀边(12)与第四斜向蜂窝边(214)的夹角以及第二横向拉胀边(12)与第八斜向蜂窝边(224)之间的夹角均为60°；第一斜向蜂窝边(211)与第二斜向蜂窝边(212)的夹角、第一横向蜂窝边(31)与第二斜向蜂窝边(212)的夹角以及第二横向蜂窝边(32)与第六斜向蜂窝边(222)的夹角均为120°；第一横向蜂窝边(31)和第二横向蜂窝边(32)的长度相等；第一横向蜂窝边(31)、第一斜向蜂窝边(211)和第一横向拉胀边(11)的长度比例为1:2:4。

3.根据权利要求1所述的具有零泊松比的网格结构，其特征在于，通过共用第一横向拉胀边(11)和第二横向拉胀边(12)以及把若干个网格结构的第一横向蜂窝边(31)和第二横向蜂窝边(32)依次连接，把所述具有零泊松比的网格结构重复排列。

4.根据权利要求1所述的具有零泊松比的网格结构，其特征在于，制备所述网格结构的材料为铝板、木板、纸板或高分子材料；制备所述网格结构的方法为滚压成型法、激光焊接法、纸板粘结法、紫外光固化法或快速成型法。

5.根据权利要求4所述的具有零泊松比的网格结构，其特征在于，所述的快速成型法为立体光固化成型法、选择性激光烧结法、分层实体制造法和熔积成型法。

6.一种权利要求1所述的具有零泊松比的网格结构的压缩方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、对第一横向拉胀边(11)和第二横向拉胀边(12)进行压缩；

步骤2、第一斜向蜂窝边(211)和第二斜向蜂窝边(212)之间的夹角、第二斜向蜂窝边(212)和第三斜向蜂窝边(213)之间的夹角、第三斜向蜂窝边(213)和第四斜向蜂窝边(214)之间的夹角、第五斜向蜂窝边(221)和第六斜向蜂窝边(222)之间的夹角、第六斜向蜂窝边(222)和第七斜向蜂窝边(223)之间的夹角、第七斜向蜂窝边(223)和第八斜向蜂窝边(224)之间的夹角、第一横向拉胀边(11)与第一斜向蜂窝边(211)的夹角、第一横向拉胀边(11)与第五斜向蜂窝边(221)的夹角、第二横向拉胀边(12)与第四斜向蜂窝边(214)的夹角以及第二横向拉胀边(12)与第八斜向蜂窝边(224)之间的夹角减小；第一横向蜂窝边(31)与第二斜向蜂窝边(212)的夹角以及第二横向蜂窝边(32)与第六斜向蜂窝边(222)的夹角增大；第一横向拉胀边(11)和第二横向拉胀边(12)之间的距离、第一横向蜂窝边(31)和第一横向拉胀边(11)之间的距离、第一横向蜂窝边(31)和第二横向拉胀边(12)之间的距离、第二横向蜂窝边(32)和第一横向拉胀边(11)之间的距离以及第二横向蜂窝边(32)和第二横向拉胀边(12)之间的距离均缩短；

步骤3、第二斜向蜂窝边(212)和第三斜向蜂窝边(213)的交点与第六斜向蜂窝边(222)和第七斜向蜂窝边(223)的交点之间的距离保持不变，使所述网格结构的横向应变及泊松比均为零。

7.根据权利要求6所述的压缩方法，其特征在于，在步骤2中，所述第一横向拉胀边(11)与第五斜向蜂窝边(221)的交点、第二横向蜂窝边(32)与第六斜向蜂窝边(222)之间的交点以及第五斜向蜂窝边(221)与第六斜向蜂窝边(222)之间的交点所受的横向分力均为零，因此，对于第五斜向蜂窝边(221)有：

$M_1=\frac{F_{1}l\cos \mathrm{\θ}}{2},---\left(2\right)$

其中M₁为第五蜂窝边(221)所受的外力弯矩，F₁为第五蜂窝边(221)所受的外力，θ为第五斜向蜂窝边(221)与第六斜向蜂窝边(222)之间的夹角的一半，l为第五蜂窝边的长度；

以第五斜向蜂窝边(221)与第六斜向蜂窝边(222)之间的交点为参考点，由梁弯曲理论得到第一横向拉胀边(11)与第五斜向蜂窝边(221)的交点与第五斜向蜂窝边(221)与第六斜向蜂窝边(222)之间的交点的相对位移δ₁为：

${\mathrm{\δ}}_1=\frac{F_1{l}^3\cos \mathrm{\θ}}{12\mathrm{EI}},---\left(3\right)$

其中，EI为第五蜂窝边(221)的抗弯刚度；

所述第一横向拉胀边(11)与第五斜向蜂窝边(221)的交点与第五斜向蜂窝边(221)与第六斜向蜂窝边(222)之间的交点的横向相对位移δ_1h为：

${\mathrm{\δ}}_{1h}=\frac{F_1{l}^3\cos \mathrm{\θ}\sin \mathrm{\θ}}{12\mathrm{EI}},---\left(4\right)$

对于第六斜向蜂窝边(222)有：

$M_2=\frac{F_{2}l\cos \mathrm{\θ}}{2},---\left(5\right)$

其中，M₂为第六蜂窝边(222)所受的外力弯矩，F₂为第六蜂窝边(222)所受的外力；

第二横向蜂窝边(32)与第六斜向蜂窝边(222)之间的交点与第五斜向蜂窝边(221)与第六斜向蜂窝边(222)之间的交点的相对位移δ₂为：

${\mathrm{\δ}}_2=\frac{F_2{l}^3\cos \mathrm{\θ}}{12\mathrm{EI}},---\left(6\right)$

所述第二横向蜂窝边(32)与第六斜向蜂窝边(222)之间的交点与第五斜向蜂窝边(221)与第六斜向蜂窝边(222)之间的交点的横向相对位移δ_2h为：

${\mathrm{\δ}}_{2h}=\frac{F_2{l}^3\cos \mathrm{\θ}\sin \mathrm{\θ}}{12\mathrm{EI}},---\left(7\right)$

对第五斜向蜂窝边(221)与第六斜向蜂窝边(222)之间的交点有：

F₁＝F₂，            (8)

把式(8)分别代入式(2)和式(5)，得到：

M₁＝M₂，

把式(8)分别代入式(3)和式(6)，得到：

δ₁＝δ₂，

把式(8)分别代入式(4)和式(7)中，得到：

δ_1h＝δ_2h，

第五斜向蜂窝边(221)与第六斜向蜂窝边(222)的受力与水平相对位移完全一致，第一横向拉胀边(11)与第五斜向蜂窝边(221)的交点与第二横向蜂窝边(32)与第六斜向蜂窝边(222)之间的交点之间的横向相对位移为零。