CN112922991A - 基于相嵌小半周界面结构的复合吸能结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于相嵌小半周界面结构的复合吸能结构，所述内折六边形负泊松比结构区域与蜂窝型结构区域结合处为复合结构界面区域，在所述复合结构界面区域，所述内折六边形负泊松比结构区域中横向层状单体层与所述蜂窝型结构区域中横向层状单体层以“相嵌小半周”的界面结构进行组合。与现有技术相比，本发明镶嵌型界面半层结构组成“相嵌小半周”界面结构。该界面结构增强了界面处负泊松比内折六边形结构与蜂窝六角结构间的相互作用，而通过调控e1和e2的数值可以调控这种互相作用的强弱(e1/e2)以及两种结构参与度((e2+e1)/hb，hb‑界面厚度)，从而调控界面的“软硬”程度。而且其镶嵌性特点也将增加两种结构区域间的协同变形作用。

Description

基于相嵌小半周界面结构的复合吸能结构

技术领域

本发明涉及吸能材料技术领域，尤其是涉及一种基于相嵌小半周界面结构的复合吸能结构。

背景技术

蜂窝结构材料是一种典型的多孔复合结构，也是一种典型的吸能材料，通常蜂窝材料在宏观上都呈现正泊松比，正泊松比材料在受到单轴拉伸时横向会发生收缩，泊松比为正值，材料的力学性能较弱，压痕阻力效应和抗冲击性能较弱。

在此基础上出现了负泊松比效应的特殊结构的材料，也产生了一些负泊松比复合材料。

中国专利CN106894164B公开了一种采用模板电纺制备柔性拉胀材料的方法，所述方法包括：(a)制备具有图案或凹凸结构的收集模板；(b)采用高压电场将高聚物溶液或高聚物熔融液体通过静电力牵引纺丝并收集在(a)制备的收集模板上；(c)将(b)收集到的柔性拉胀材料从收集模板上剥离；(d)将柔性拉胀材料进行后处理，以提高柔性拉胀材料的力学性能或赋予其功能。其采用的是内折六边形负泊松比结构。

中国专利CN109113810B也公开了一种具有蜂窝型负泊松比结构的发动机包容环，包括内环、外环、夹在内环和外环之间的夹层；所述夹层具有呈蜂窝状的多个胞元，所述胞元沿周向延伸且径向截面为负泊松比结构；每个胞元的径向截面均具有两条第一胞壁和四条内凹的第二胞壁，所述两条第一胞壁分别在与所述内环和外环同圆心的两个圆周面上延伸，第一胞壁和第二胞壁连接并合围呈内凹六边形结构；相互交错且相邻的两个胞元之间通过各自的一条第二胞壁互相贴合。该专利也体现了一种吸能材料。

然而如何实现具有更优性能的复合吸能结构，是本领域不断研究的方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于相嵌小半周界面结构的复合吸能结构，以更好的改善负泊松比结构或蜂窝型结构的性能。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明提供一种基于相嵌小半周界面结构的复合吸能结构，所述复合吸能结构包括内折六边形负泊松比结构区域与蜂窝型结构区域，

所述内折六边形负泊松比结构区域由多层横向层状单体层层叠而成，每一层的横向层状单体层由多个内折六边形单体间隔连接组成，相邻两层的横向层状单体层之间层叠的方式为底边与底边完全重合，即相邻两层的横向层状单体层之间层叠以后，在相邻两层的横向层状单体层之间还形成有新的横向层状单体层，而相邻两层的横向层状单体层之间形成的新的横向层状单体层以上下两层内折六边形单体之间的连接线作为自己的底边，以上下两层中内折六边形单体的侧壁作为自己的侧壁，上下两层内折六边形单体相贴合的底边作为新形成的横向层状单体层中的内折六边形单体之间的连接线；相邻两层的横向层状单体层之间层叠的方式为底边与底边完全重合，即相邻两层的横向层状单体层之间层叠以后，在相邻两层的横向层状单体层之间还形成有新的横向层状单体层。采用这种多层横向层状单体层层叠结构就可以根据需要迭出无数层内折六边形负泊松比结构区域。

所述蜂窝型结构区域由多层横向层状单体层层叠而成，每一层的横向层状单体层由多个蜂窝型单体间隔连接组成，所述蜂窝型单体为六边形结构，相邻两层的横向层状单体层之间层叠的方式为底边与底边完全重合，即相邻两层的横向层状单体层之间层叠以后，在相邻两层的横向层状单体层之间还形成有新的横向层状单体层，相邻两层的横向层状单体层之间形成的新的横向层状单体层以上下两层蜂窝型单体之间的连接线作为自己的底边，以上下两层中蜂窝型单体的侧壁作为自己的侧壁，上下两层蜂窝型单体相贴合的底边作为新形成的横向层状单体层中的蜂窝型单体之间的连接线；相邻两层的横向层状单体层之间层叠的方式为底边与底边完全重合，即相邻两层的横向层状单体层之间层叠以后，在相邻两层的横向层状单体层之间还形成有新的横向层状单体层。采用这种多层横向层状单体层层叠结构就可以根据需要迭出无数层蜂窝结构。

所述内折六边形负泊松比结构区域与蜂窝型结构区域交替层叠设置，所述内折六边形负泊松比结构区域与蜂窝型结构区域结合处为复合结构界面区域，

在所述复合结构界面区域，所述内折六边形负泊松比结构区域中横向层状单体层与所述蜂窝型结构区域中横向层状单体层以“相嵌小半周”的界面结构进行组合；

所述内折六边形负泊松比结构区域中横向层状单体层与所述蜂窝型结构区域中横向层状单体层的界面交接处不为平面。

在所述复合结构界面区域，所述内折六边形负泊松比结构区域中内折六边形单体的小半部分去除，且在内折六边形单体留下的部分添加封闭边与新增边，所述新增边与封闭边位于内折六边形单体高度方向中轴线的上下两侧，

在所述复合结构界面区域，所述蜂窝型结构区域中蜂窝型单体的小半部分去除，且在蜂窝型单体留下的部分添加封闭边与新增边，所述新增边与封闭边位于蜂窝型单体高度方向中轴线的上下两侧，

在所述复合结构界面区域，所述内折六边形单体的封闭边与蜂窝型单体的新增边重合，所述内折六边形单体的新增边与蜂窝型单体的封闭边重合，组成“相嵌小半周”界面结构。

所述复合吸能结构主要包含4大特征：具有蜂窝状结构区域、内折六边形负泊松比结构区域区域、“负泊松比-蜂窝”复合结构界面区域以及复合方式。

所述复合吸能结构中，蜂窝型结构区域相对较柔，承担大变形吸能功能；而内折六边形负泊松比结构区域由于其较大的抗变形内力显得结构刚度更强，承担相对刚性的抗冲功能。因此，所述复合吸能结构能够实现吸能结构的“刚柔并济”，更高效的实现缓冲效能。

在本发明的一个实施方式中，在所述复合结构界面区域，若所述内折六边形负泊松比结构区域在上，所述蜂窝型结构区域在下，则所述内折六边形负泊松比结构区域中内折六边形单体的下部小半部分切除，所述蜂窝型结构区域中蜂窝型单体上部小半部分切除；若所述内折六边形负泊松比结构区域在下，所述蜂窝型结构区域在上，则所述内折六边形负泊松比结构区域中内折六边形单体的上部小半部分切除，所述蜂窝型结构区域中蜂窝型单体下部小半部分切除。

在本发明的一个实施方式中，若所述内折六边形负泊松比结构区域在上，所述蜂窝型结构区域在下，则所述内折六边形负泊松比结构区域中内折六边形单体的下部小半部分切除，切除的部分为距离内折六边形单体中位高度为e1以下的部分，内折六边形单体留下部分的新增边距离内折六边形单体中位高度为e2，所述蜂窝型结构区域中蜂窝型单体上部小半部分切除，切除的部分为距离蜂窝型单体中位高度为e2以上的部分，蜂窝型单体留下部分的新增边距离蜂窝型单体中位高度为e1；

若所述内折六边形负泊松比结构区域在下，所述蜂窝型结构区域在上，则所述内折六边形负泊松比结构区域中内折六边形单体的上部小半部分切除，切除的部分为距离内折六边形单体中位高度为e1以上的部分，内折六边形单体留下部分的新增边距离内折六边形单体中位高度为e2，所述蜂窝型结构区域中蜂窝型单体下部小半部分切除，切除的部分为距离蜂窝型单体中位高度为e2以下的部分，蜂窝型单体留下部分的新增边距离蜂窝型单体中位高度为e1。

该界面结构增强了界面处负泊松比内折六边形结构与蜂窝六角结构间的相互作用，通过调控e1和e2的数值可以调控这种互相作用的强弱(e1/e2)以及两种结构参与度((e2+e1)/hb，hb-界面厚度)，从而调控界面的“软硬”程度。该镶嵌性特点，同事也将增加两种结构区域间的协同变形作用。

在本发明的一个实施方式中，在所述复合结构界面区域，所述蜂窝型结构区域中，内折六边形单体的新增边长度为d’，所述蜂窝型结构区域中蜂窝型单体的新增边长度为d。

在本发明的一个实施方式中，e1＝e2，d＝d’，此时两种结构各占50％的比例。

在本发明的一个实施方式中，所述内折六边形单体，由2条长度为c’的底边和4条长度为b’的侧壁构成，平行于底边的对角线长度为a’，两条相邻侧壁夹角为α’，横向层状单体层中相邻两个内折六边形单体之间的连接线长度为a’，与底边长度相等，所述蜂窝型单体壁厚(如果是打印成型的话，也可以称之为线宽)为t；

在本发明的一个实施方式中，所述蜂窝型单体由2条长度为a的底边和4条长度为b的侧壁构成，平行于底边的对角线长度为c，两条相邻侧壁夹角为α，横向层状单体层中相邻两个蜂窝型单体之间的连接线长度为a，与底边长度相等，所述内折六边形单体壁厚为t’；

在所述复合结构界面区域，所述蜂窝型单体与内折六边形单体的尺寸参数关系为：a＝a’，c＝c’和t＝t’，e1＝e2，d＝d’。

在本发明的一个实施方式中，所述蜂窝型单体中，a，b，c是指壁厚中位长度；这里a，b，c是指壁厚中位长度。具体而言，就是一条端边中线对另一条端边中线的距离，这是为了周期性叠加，由于形状存在壁厚，这里面为了扣除壁厚问题，所以a，b，c不是直接外框距离，而是壁厚中位长度，否则会少1个壁厚。所述内折六边形单体中，a’，b’，c’是指壁厚中位长度。具体而言，就是一条端边中线对另一条端边中线的距离，这是为了周期性叠加，由于形状存在壁厚，这里面为了扣除壁厚问题，所以a’，b’，c’不是直接外框距离，而是壁厚中位长度，否则会少1个壁厚。

在本发明的一个实施方式中，所述内折六边形负泊松比结构区域与蜂窝型结构区域交替排列时，所述内折六边形负泊松比结构区域与蜂窝型结构区域均至少有1个，所述内折六边形负泊松比结构区域中至少有横向层状单体层两层，所述蜂窝型结构区域中至少有横向层状单体层两层，以发挥各自的效能。

在本发明的一个实施方式中，所述内折六边形负泊松比结构区域的横向层状单体层中至少有内折六边形单体3个，所述蜂窝型结构区域的横向层状单体层中至少有蜂窝型单体3个。

本发明上面讲述的复合吸能结构均是基于复合吸能结构截面形状而描述的。

所述复合吸能结构在三维拉伸后，能够形成多个封闭管道结构，这些管道结构可用来填充液体(例如用以输送冷却液或储存防爆液等等)、掩埋电气部件等作用。如填充液体可以通过液体的液压作用，而填充防爆液时可以在结构受损后，使防爆液泄入结构外的空间以发挥抑爆作用。

本发明中，负泊松比结构整个应力应变曲线分为四个区域，依次为弹性区、平台区、平台应力增强区以及密实化区。

本发明中，基于相嵌小半周界面结构的复合吸能结构可以通过3D打印的方式来制备得到。

与现有技术相比，本发明复合吸能结构当受到外界压力时，蜂窝型结构区域首先发生屈服变形，随着力的增加，内折六边形负泊松比结构区域也发生屈服变形，相对于一般的蜂窝结构来说，复合吸能结构由于负泊松比效应的存在会使得结构应力应变曲线在平台区后出现平台应力增强的现象，这一阶段在应力应变所围成的面积中占比较大，因此这一阶段对于结构整体吸收能量的能力拥有着不可忽视的作用。其次蜂窝型结构区域相对较柔，承担大变形吸能功能；而内折六边形负泊松比结构区域由于其较大的抗变形内力显得结构刚度更强，承担相对刚性的抗冲功能。将两种结构复合到一起，将实现吸能结构的“刚柔并济”，更高效的实现缓冲效能。

同时，本发明中，镶嵌型界面半层结构组成“相嵌小半周”界面结构。该界面结构增强了界面处负泊松比内折六边形结构与蜂窝六角结构间的相互作用，而通过调控e1和e2的数值可以调控这种互相作用的强弱(e1/e2)以及两种结构参与度((e2+e1)/hb，hb-界面厚度)，从而调控界面的“软硬”程度。而且其镶嵌性特点也将增加两种结构区域间的协同变形作用。

附图说明

图1为蜂窝型单体结构尺寸图；

图2为蜂窝型结构区域中横向层状单体层结构尺寸图；

图3为蜂窝型结构区域中多层横向层状单体层层叠方式示意图；

图4为内折六边形单体结构尺寸图；

图5为内折六边形负泊松比结构区域中横向层状单体层结构尺寸图；

图6为内折六边形负泊松比结构区域中多层横向层状单体层层叠方式示意图；

图7为内折六边形负泊松比结构区域与蜂窝型结构区域层状复合方式结构示意图；

图8为“相嵌小半周”界面结构示意图；

图9为“相嵌小半周”界面结构的转化方法示意图；

图10为“相嵌小半周”界面结构的形成方法示意图；

图11为实施例1中56.25mm×50mm N4C4-B2型截面示意图；

图12为实施例2中68.75mm×50mm N2C2-B2型截面示意图。

具体实施方式

本发明提供一种基于相嵌小半周界面结构的复合吸能结构，所述复合吸能结构包括内折六边形负泊松比结构区域与蜂窝型结构区域，所述内折六边形负泊松比结构区域与蜂窝型结构区域层状复合而成，为一种三维结构。

所述复合吸能结构主要包含4大特征：具有蜂窝状结构区域、内折六边形负泊松比结构区域区域、“负泊松比-蜂窝”复合结构界面区域以及复合方式。

所述复合吸能结构中，蜂窝型结构区域相对较柔，承担大变形吸能功能；而内折六边形负泊松比结构区域由于其较大的抗变形内力显得结构刚度更强，承担相对刚性的抗冲功能。因此，所述复合吸能结构能够实现吸能结构的“刚柔并济”，更高效的实现缓冲效能。

参考图1-图3，所述蜂窝型单体结构尺寸如图1所示，蜂窝型结构区域中横向层状单体层结构尺寸如图2所示，蜂窝型结构区域中多层横向层状单体层层叠方式如图3所示。在其中一个实施方式中，所述蜂窝型结构区域由多层横向层状单体层层叠而成，其中，每一层的横向层状单体层由多个蜂窝型单体间隔连接组成，所述蜂窝型单体为六边形结构，由2条长度为a的底边和4条长度为b的侧壁构成，平行于底边的对角线长度为c，两条相邻侧壁夹角为α，横向层状单体层中相邻两个蜂窝型单体之间的连接线长度为a，与底边长度相等；相邻两层的横向层状单体层之间层叠的方式为底边与底边完全重合，即相邻两层的横向层状单体层之间层叠以后，在相邻两层的横向层状单体层之间还形成有新的横向层状单体层。而相邻两层的横向层状单体层之间形成的新的横向层状单体层以上下两层蜂窝型单体之间的连接线作为自己的底边，以上下两层中蜂窝型单体的侧壁作为自己的侧壁，上下两层蜂窝型单体相贴合的底边作为新形成的横向层状单体层中的蜂窝型单体之间的连接线。采用这种多层横向层状单体层层叠结构就可以根据需要迭出无数层蜂窝结构。

参考图1-图3，所述蜂窝型单体壁厚为t。这里a，b，c是指壁厚中位长度。具体而言，就是一条端边中线对另一条端边中线的距离，这是为了周期性叠加，由于形状存在壁厚，这里面为了扣除壁厚问题，所以a，b，c不是直接外框距离，而是壁厚中位长度，否则会少1个壁厚。

参考图4-图6，所述内折六边形单体结构尺寸如图4所示，内折六边形负泊松比结构区域中横向层状单体层结构尺寸如图5所示，内折六边形负泊松比结构区域中多层横向层状单体层层叠方式如图6所示。在其中一个实施方式中，所述内折六边形负泊松比结构区域由多层横向层状单体层层叠而成，其中，每一层的横向层状单体层由多个内折六边形单体间隔连接组成，所述内折六边形单体，由2条长度为c’的底边和4条长度为b’的侧壁构成，平行于底边的对角线长度为a’，两条相邻侧壁夹角为α’，横向层状单体层中相邻两个内折六边形单体之间的连接线长度为a’，与底边长度相等；相邻两层的横向层状单体层之间层叠的方式为底边与底边完全重合，即相邻两层的横向层状单体层之间层叠以后，在相邻两层的横向层状单体层之间还形成有新的横向层状单体层。而相邻两层的横向层状单体层之间形成的新的横向层状单体层以上下两层内折六边形单体之间的连接线作为自己的底边，以上下两层中内折六边形单体的侧壁作为自己的侧壁，上下两层内折六边形单体相贴合的底边作为新形成的横向层状单体层中的内折六边形单体之间的连接线。采用这种多层横向层状单体层层叠结构就可以根据需要迭出无数层内折六边形负泊松比结构区域。

参考图4-图6，所述内折六边形单体壁厚为t’，t＝t’，这里a’，b’，c’是指壁厚中位长度。具体而言，就是一条端边中线对另一条端边中线的距离，这是为了周期性叠加，由于形状存在壁厚，这里面为了扣除壁厚问题，所以a’，b’，c’不是直接外框距离，而是壁厚中位长度，否则会少1个壁厚。

参考图7，所述内折六边形负泊松比结构区域与蜂窝型结构区域交替层叠设置，所述内折六边形负泊松比结构区域与蜂窝型结构区域结合处为复合结构界面区域。

此种复合结构中，所述内折六边形负泊松比结构区域与蜂窝型结构区域交替排列时，所述内折六边形负泊松比结构区域与蜂窝型结构区域均至少有1个，所述内折六边形负泊松比结构区域中至少有横向层状单体层两层，所述蜂窝型结构区域中至少有横向层状单体层两层，以发挥各自的效能。所述内折六边形负泊松比结构区域的横向层状单体层中至少有内折六边形单体3个，所述蜂窝型结构区域的横向层状单体层中至少有蜂窝型单体3个。

参考图7，所述内折六边形负泊松比结构区域与蜂窝型结构区域交替层叠设置时，内折六边形负泊松比结构区域与蜂窝型结构区域以外的上下两层可以设置端板层。

参考图8、9、10，所述内折六边形负泊松比结构区域与蜂窝型结构区域结合处为复合结构界面区域，

在所述复合结构界面区域，所述内折六边形负泊松比结构区域中横向层状单体层与所述蜂窝型结构区域中横向层状单体层以“相嵌小半周”的界面结构进行组合；

所述内折六边形负泊松比结构区域中横向层状单体层与所述蜂窝型结构区域中横向层状单体层的界面交接处不为平面。

在所述复合结构界面区域，所述内折六边形负泊松比结构区域中内折六边形单体的小半部分去除，且在内折六边形单体留下的部分添加封闭边与新增边，所述新增边与封闭边位于内折六边形单体高度方向中轴线的上下两侧，

在所述复合结构界面区域，所述蜂窝型结构区域中蜂窝型单体的小半部分去除，且在蜂窝型单体留下的部分添加封闭边与新增边，所述新增边与封闭边位于蜂窝型单体高度方向中轴线的上下两侧，

在所述复合结构界面区域，所述内折六边形单体的封闭边与蜂窝型单体的新增边重合，所述内折六边形单体的新增边与蜂窝型单体的封闭边重合，组成“相嵌小半周”界面结构。

参考图8、9、10，在所述复合结构界面区域，若所述内折六边形负泊松比结构区域在上，所述蜂窝型结构区域在下，则所述内折六边形负泊松比结构区域中内折六边形单体的下部小半部分切除，所述蜂窝型结构区域中蜂窝型单体上部小半部分切除；若所述内折六边形负泊松比结构区域在下，所述蜂窝型结构区域在上，则所述内折六边形负泊松比结构区域中内折六边形单体的上部小半部分切除，所述蜂窝型结构区域中蜂窝型单体下部小半部分切除。

参考图8、9、10，若所述内折六边形负泊松比结构区域在上，所述蜂窝型结构区域在下，则所述内折六边形负泊松比结构区域中内折六边形单体的下部小半部分切除，切除的部分为距离内折六边形单体中位高度为e1以下的部分，内折六边形单体留下部分的新增边距离内折六边形单体中位高度为e2，所述蜂窝型结构区域中蜂窝型单体上部小半部分切除，切除的部分为距离蜂窝型单体中位高度为e2以上的部分，蜂窝型单体留下部分的新增边距离蜂窝型单体中位高度为e1；

若所述内折六边形负泊松比结构区域在下，所述蜂窝型结构区域在上，则所述内折六边形负泊松比结构区域中内折六边形单体的上部小半部分切除，切除的部分为距离内折六边形单体中位高度为e1以上的部分，内折六边形单体留下部分的新增边距离内折六边形单体中位高度为e2，所述蜂窝型结构区域中蜂窝型单体下部小半部分切除，切除的部分为距离蜂窝型单体中位高度为e2以下的部分，蜂窝型单体留下部分的新增边距离蜂窝型单体中位高度为e1。

参考图8、9、10，在所述复合结构界面区域，所述蜂窝型结构区域中，内折六边形单体的新增边长度为d’，所述蜂窝型结构区域中蜂窝型单体的新增边长度为d。

参考图8、9、10，当e1＝e2，d＝d’时两种结构各占50％的比例。

该界面结构增强了界面处负泊松比内折六边形结构与蜂窝六角结构间的相互作用，通过调控e1和e2的数值可以调控这种互相作用的强弱(e1/e2)以及两种结构参与度((e2+e1)/hb，hb-界面厚度)，从而调控界面的“软硬”程度。该镶嵌性特点，同事也将增加两种结构区域间的协同变形作用。

所述复合吸能结构在三维拉伸后，能够形成多个封闭管道结构，这些管道结构可用来填充液体(例如用以输送冷却液或储存防爆液等等)、掩埋电气部件等作用。如填充液体可以通过液体的液压作用，而填充防爆液时可以在结构受损后，使防爆液泄入结构外的空间以发挥抑爆作用。

实施例1

在参考图1-图10的基础上，配合参考图11，为56.25mm×50mm N4C4-B2型复合结构的截面(包含50mm内层和6.25mm的界面层)，两种单层和界面层的厚度h＝h’＝hb＝6.25mm,a＝a‘＝3.49mm，b＝b’＝3.46mm，c＝c’＝6.32mm，d＝d’＝(a+b)/2，e1＝e2＝h/4，t约为0.6mm。复合方式：1组内折六边形负泊松比结构区域与1组蜂窝型结构区域，每组内折六边形负泊松比结构区域与蜂窝型结构区域都包含4层单体结构(负泊松比-N4；蜂窝状-C4，合N4C4)，每层都包含5个单体结构，界面状态为“相嵌小半周”界面结构界面型。该吸能结构能明显显示变形差异性，并且表现出较好的受力状态以轻量化的抗冲击。为了配合外部的正方形外形，特四周添加边框，且边框厚度为0.6mm。

实施例2

在参考图1-图10的基础上，配合参考图12，为68.75mm×50mm N2C2-B2型截面(包含50mm内层和3×6.25mm的界面层)，两种单层和界面层的厚度h＝h’＝hb＝6.25mm,a＝a‘＝3.49mm，b＝b’＝3.46mm，c＝c’＝6.32mm，d＝d’＝(a+b)/2，e1＝e2＝h/4，t约为0.6mm。复合方式：2组内折六边形负泊松比结构区域与2组蜂窝型结构区域交替设置，每组内折六边形负泊松比结构区域与蜂窝型结构区域都包含2层单体结构(负泊松比-N2；蜂窝状-C2，合N2C2)，每层都包含5个单体结构，界面状态为平面“相嵌小半周”界面结构。该吸能结构能明显显示多层次的变形差异性，并且表现出较好的受力状态以轻量化的抗冲击。为了配合外部的正方形外形，特四周添加边框，且边框厚度为0.6mm。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于相嵌小半周界面结构的复合吸能结构，其特征在于，所述复合吸能结构包括内折六边形负泊松比结构区域与蜂窝型结构区域，

所述内折六边形负泊松比结构区域与蜂窝型结构区域交替层叠排列，所述内折六边形负泊松比结构区域与蜂窝型结构区域结合处为复合结构界面区域，

所述内折六边形负泊松比结构区域由多层横向层状单体层层叠而成，每一层的横向层状单体层由多个内折六边形单体间隔连接组成，相邻两层的横向层状单体层之间层叠的方式为底边与底边完全重合，即相邻两层的横向层状单体层之间层叠以后，在相邻两层的横向层状单体层之间还形成有新的横向层状单体层；

所述蜂窝型结构区域由多层横向层状单体层层叠而成，每一层的横向层状单体层由多个蜂窝型单体间隔连接组成，所述蜂窝型单体为六边形结构，相邻两层的横向层状单体层之间层叠的方式为底边与底边完全重合，即相邻两层的横向层状单体层之间层叠以后，在相邻两层的横向层状单体层之间还形成有新的横向层状单体层；

在所述复合结构界面区域，所述内折六边形负泊松比结构区域中横向层状单体层与所述蜂窝型结构区域中横向层状单体层以“相嵌小半周”的界面结构进行组合；

在所述复合结构界面区域，所述内折六边形负泊松比结构区域中内折六边形单体的小半部分去除，且在内折六边形单体留下的部分添加封闭边与新增边，所述新增边与封闭边位于内折六边形单体高度方向中轴线的上下两侧，

在所述复合结构界面区域，所述蜂窝型结构区域中蜂窝型单体的小半部分去除，且在蜂窝型单体留下的部分添加封闭边与新增边，所述新增边与封闭边位于蜂窝型单体高度方向中轴线的上下两侧，

在所述复合结构界面区域，所述内折六边形单体的封闭边与蜂窝型单体的新增边重合，所述内折六边形单体的新增边与蜂窝型单体的封闭边重合，组成“相嵌小半周”界面结构。

2.根据权利要求1所述的一种基于相嵌小半周界面结构的复合吸能结构，其特征在于，在所述复合结构界面区域，

若所述内折六边形负泊松比结构区域在上，所述蜂窝型结构区域在下，则所述内折六边形负泊松比结构区域中内折六边形单体的下部小半部分切除，所述蜂窝型结构区域中蜂窝型单体的上部小半部分切除；

若所述内折六边形负泊松比结构区域在下，所述蜂窝型结构区域在上，则所述内折六边形负泊松比结构区域中内折六边形单体的上部小半部分切除，所述蜂窝型结构区域中蜂窝型单体的下部小半部分切除。

3.根据权利要求2所述的一种基于相嵌小半周界面结构的复合吸能结构，其特征在于，

若所述内折六边形负泊松比结构区域在上，所述蜂窝型结构区域在下，则所述内折六边形负泊松比结构区域中内折六边形单体的下部小半部分切除，切除的部分为距离内折六边形单体中位高度为e1以下的部分，内折六边形单体留下部分的新增边距离内折六边形单体中位高度为e2，所述蜂窝型结构区域中蜂窝型单体上部小半部分切除，切除的部分为距离蜂窝型单体中位高度为e2以上的部分，蜂窝型单体留下部分的新增边距离蜂窝型单体中位高度为e1；

若所述内折六边形负泊松比结构区域在下，所述蜂窝型结构区域在上，则所述内折六边形负泊松比结构区域中内折六边形单体的上部小半部分切除，切除的部分为距离内折六边形单体中位高度为e1以上的部分，内折六边形单体留下部分的新增边距离内折六边形单体中位高度为e2，所述蜂窝型结构区域中蜂窝型单体下部小半部分切除，切除的部分为距离蜂窝型单体中位高度为e2以下的部分，蜂窝型单体留下部分的新增边距离蜂窝型单体中位高度为e1。

该界面结构增强了界面处负泊松比内折六边形结构与蜂窝六角结构间的相互作用，通过调控e1和e2的数值可以调控这种互相作用的强弱(e1/e2)以及两种结构参与度((e2+e1)/hb，hb-界面厚度)，从而调控界面的“软硬”程度。该镶嵌性特点，同事也将增加两种结构区域间的协同变形作用。

4.根据权利要求3所述的一种基于相嵌小半周界面结构的复合吸能结构，其特征在于，在所述复合结构界面区域，所述蜂窝型结构区域中，内折六边形单体的新增边长度为d’，所述蜂窝型结构区域中蜂窝型单体的新增边长度为d。

5.根据权利要求4所述的一种基于相嵌小半周界面结构的复合吸能结构，其特征在于，e1＝e2，d＝d’，此时两种结构各占50％的比例。

6.根据权利要求1所述的一种基于相嵌小半周界面结构的复合吸能结构，其特征在于，

所述内折六边形单体，由2条长度为c’的底边和4条长度为b’的侧壁构成，平行于底边的对角线长度为a’，两条相邻侧壁夹角为α’，横向层状单体层中相邻两个内折六边形单体之间的连接线长度为a’，与底边长度相等，所述蜂窝型单体壁厚为t；

所述蜂窝型单体由2条长度为a的底边和4条长度为b的侧壁构成，平行于底边的对角线长度为c，两条相邻侧壁夹角为α，横向层状单体层中相邻两个蜂窝型单体之间的连接线长度为a，与底边长度相等，所述内折六边形单体壁厚为t’；

在所述复合结构界面区域，所述蜂窝型单体与内折六边形单体的尺寸参数关系为：a＝a’，c＝c’和t＝t’。

所述蜂窝型单体中，a，b，c是指壁厚中位长度；所述内折六边形单体中，a’，b’，c’是指壁厚中位长度。

7.根据权利要求4所述的一种基于相嵌小半周界面结构的复合吸能结构，其特征在于，在所述复合结构界面区域，所述加强边的厚度为蜂窝型单体的壁厚或内折六边形单体的壁厚相同。

8.根据权利要求1所述的一种基于相嵌小半周界面结构的复合吸能结构，其特征在于，所述内折六边形负泊松比结构区域与蜂窝型结构区域交替排列时，所述内折六边形负泊松比结构区域与蜂窝型结构区域均至少有1个，所述内折六边形负泊松比结构区域中至少有横向层状单体层两层，所述蜂窝型结构区域中至少有横向层状单体层两层。

9.根据权利要求4所述的一种基于相嵌小半周界面结构的复合吸能结构，其特征在于，所述内折六边形负泊松比结构区域的横向层状单体层中至少有内折六边形单体3个，所述蜂窝型结构区域的横向层状单体层中至少有蜂窝型单体3个。

10.根据权利要求1所述的一种基于相嵌小半周界面结构的复合吸能结构，其特征在于，所述复合吸能结构在三维拉伸后，能够形成多个封闭管道结构。

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