Claims (35)
1. Ауксетическая структура, содержащая:1. Auxetic structure containing:
упругое твердое тело с противоположными верхней и нижней поверхностями и первым и вторым множествами продолговатых отверстий, проходящих сквозь упругое твердое тело от верхней поверхности до нижней поверхности, причем первое множество продолговатых отверстий ориентированы поперечно относительно второго множества продолговатых отверстий, и каждое отверстие первого множества продолговатых отверстий имеет искаженную форму, проецируемую через упругое твердое тело под непрямым углом,an elastic solid with opposite upper and lower surfaces and the first and second sets of elongated holes passing through the elastic solid from the upper surface to the lower surface, the first set of oblong holes oriented transversely relative to the second set of oblong holes, and each hole of the first set of elongated holes has a distorted shape projected through an elastic solid at an indirect angle,
причем первое и второе множества продолговатых отверстий сконфигурированы совместно так, чтобы обеспечить необходимую характеристику напряжения при демонстрации необходимого поведения с отрицательным коэффициентом Пуассона (NPR) в условиях макроскопического плоского нагружения.moreover, the first and second sets of elongated holes are configured together to provide the necessary voltage characteristic when demonstrating the necessary behavior with a negative Poisson's ratio (NPR) under macroscopic plane loading.
2. Ауксетическая структура по п. 1, в которой каждое отверстие первого множества продолговатых отверстий наклонено приблизительно на 40-70° относительно верхней поверхности упругого твердого тела.2. Auxetic structure according to claim 1, in which each hole of the first set of oblong holes is inclined approximately 40-70 ° relative to the upper surface of the elastic solid.
3. Ауксетическая структура по п. 1, в которой вектор проекции каждого отверстия из первого множества продолговатых отверстий по меньшей мере по существу параллелен направлению нагружения упругого твердого тела.3. The auxetic structure according to claim 1, wherein the projection vector of each hole of the first plurality of elongated holes is at least substantially parallel to the loading direction of the elastic solid.
4. Ауксетическая структура по п. 1, в которой каждое отверстие из второго множества продолговатых отверстий имеет искаженную форму, проецируемую сквозь упругое твердое тело под непрямым углом.4. The auxetic structure according to claim 1, in which each hole of the second set of oblong holes has a distorted shape projected through an elastic solid at an indirect angle.
5. Ауксетическая структура по п. 4, в которой вектор проекции каждого отверстия из второго множества продолговатых отверстий по меньшей мере по существу параллелен направлению нагружения упругого твердого тела.5. The auxetic structure according to claim 4, in which the projection vector of each hole from the second set of oblong holes is at least substantially parallel to the direction of loading of the elastic solid.
6. Ауксетическая структура по п. 1, в которой необходимая характеристика напряжения включает уменьшение концентрации напряжений вблизи множества продолговатых отверстий.6. Auxetic structure according to claim 1, in which the necessary characteristic of the voltage includes a decrease in the concentration of stresses near many oblong holes.
7. Ауксетическая структура по п. 1, в которой поведение с NPR включает коэффициент Пуассона приблизительно от -0,0001 до -0,9%.7. The auxetic structure of claim 1, wherein the NPR behavior includes a Poisson's ratio of from about -0.0001 to -0.9%.
8. Ауксетическая структура по п. 1, в которой продолговатые отверстия имеют заданную пористость приблизительно от 0,3 до 9%.8. Auxetic structure according to claim 1, in which the elongated holes have a given porosity of from about 0.3 to 9%.
9. Ауксетическая структура по п. 1, в которой продолговатые отверстия спроектированы с заданной пористостью, заданной схемой расположения или заданным аспектным отношением, или любой их комбинацией, для достижения поведения с NPR.9. The auxetic structure according to claim 1, wherein the elongated holes are designed with a given porosity, a predetermined location pattern, or a specified aspect ratio, or any combination thereof, to achieve NPR behavior.
10. Ауксетическая структура по п. 1, в которой каждое из продолговатых отверстий имеет аспектное отношение приблизительно от 5 до 40.10. Auxetic structure according to claim 1, in which each of the oblong holes has an aspect ratio of from about 5 to 40.
11. Ауксетическая структура по п. 1, в которой каждое отверстие из первого и/или второго множества продолговатых отверстий имеет S-образный профиль на виде в плане.11. The auxetic structure according to claim 1, in which each hole from the first and / or second set of oblong holes has an S-shaped profile in plan view.
12. Ауксетическая структура по п. 11, в которой первое и второе множества продолговатых отверстий располагаются в виде матрицы рядов и столбцов.12. Auxetic structure according to claim 11, in which the first and second sets of oblong holes are arranged in the form of a matrix of rows and columns.
13. Ауксетическая структура по п. 12, в которой ряды расположены с одинаковыми расстояниями друг от друга, и столбцы расположены с одинаковыми расстояниями друг от друга.13. The auxetic structure according to claim 12, in which the rows are located at equal distances from each other, and the columns are located at equal distances from each other.
14. Ауксетическая структура по п. 1, в которой каждое из продолговатых отверстий имеет большую ось, перпендикулярную малой оси, причем большие оси первого множества продолговатых отверстий по существу перпендикулярны большим осям второго множества продолговатых отверстий.14. The auxetic structure according to claim 1, wherein each of the oblong holes has a major axis perpendicular to the minor axis, the major axes of the first plurality of oblong openings being substantially perpendicular to the large axes of the second plurality of oblong openings.
15. Ауксетическая листовая структура с эффузионным охлаждением, содержащая:15. Auxetic sheet structure with effusion cooling, containing:
металлический лист с противоположными верхней и нижней поверхностями и первым и вторым множествами продолговатых отверстий, проходящих сквозь металлический лист от верхней поверхности до нижней поверхности, причем первое множество продолговатых отверстий имеет первый набор геометрических характеристик и первую схему расположения, второе множество продолговатых отверстий имеет второе множество геометрических характеристик и вторую схему расположения, первое множество продолговатых отверстий ориентированы ортогонально относительно второго множества продолговатых отверстий, и продолговатые отверстия имеют искаженные формы, проецируемые сквозь упругое твердое тело под непрямым углом, причем первые геометрические характеристики и схема расположения первого множества продолговатых отверстий совместно со вторыми геометрическими характеристиками и схемой расположения второго множества продолговатых отверстий сконфигурированы так, чтобы обеспечить необходимую характеристику напряжения при демонстрации поведения с отрицательным коэффициентом Пуассона (NPR) в условиях макроскопического плоского нагружения.a metal sheet with opposite upper and lower surfaces and the first and second sets of elongated holes passing through the metal sheet from the upper surface to the lower surface, the first set of oblong holes has a first set of geometric characteristics and a first arrangement, the second set of oblong holes has a second set of geometric characteristics and the second arrangement, the first set of oblong holes are oriented orthogonally relative But the second set of oblong holes and the oblong holes have distorted shapes projected through an elastic solid at an indirect angle, the first geometric characteristics and the arrangement of the first set of oblong holes together with the second geometric characteristics and the arrangement of the second set of oblong holes are configured to provide required voltage characteristic when demonstrating negative Poisson's ratio (NPR) behavior in macroscopic plane loading conditions.
16. Способ изготовления ауксетической структуры, согласно которому:16. A method of manufacturing an auxetic structure, according to which:
предоставляют упругое твердое тело с противоположными верхней и нижней поверхностями; добавляют к гибкому твердому телу первое множество отверстий, проходящих сквозь упругое твердое тело от верхней поверхности до нижней поверхности, причем первое множество отверстий расположены в виде рядов и столбцов, и каждое отверстие из первого множества продолговатых отверстий имеет искаженную форму, проецируемую сквозь упругое твердое тело под непрямым углом; иprovide an elastic solid with opposite upper and lower surfaces; add to the flexible solid the first plurality of holes passing through the elastic solid from the upper surface to the lower surface, the first plurality of holes arranged in rows and columns, and each hole of the first plurality of elongated holes has a distorted shape projected through the elastic solid under indirect angle; and
добавляют к гибкому твердому телу второе множество отверстий, проходящих сквозь упругое твердое тело от верхней поверхности до нижней поверхности, при этом второе множество отверстий расположены в виде рядов и столбцов,add to the flexible rigid body a second set of holes passing through the elastic solid from the upper surface to the lower surface, while the second set of holes are arranged in rows and columns,
причем первое и второе множества отверстий совместно сконфигурированы так, чтобы обеспечить необходимую характеристику напряжения при демонстрации поведения с отрицательным коэффициентом Пуассона (NPR) в условиях макроскопического плоского нагружения.moreover, the first and second sets of holes are jointly configured to provide the necessary voltage characteristic when demonstrating behavior with a negative Poisson's ratio (NPR) under macroscopic plane loading.
17. Способ по п. 16, в котором каждое отверстие из первого множества продолговатых отверстий наклонено приблизительно на 40-70° относительно верхней поверхности упругого твердого тела.17. The method according to p. 16, in which each hole of the first set of oblong holes is inclined approximately 40-70 ° relative to the upper surface of the elastic solid.
18. Способ по п. 16, в котором вектор проекции первого множества продолговатых отверстий по меньшей мере по существу параллелен направлению нагружения упругого твердого тела.18. The method of claim 16, wherein the projection vector of the first plurality of elongated holes is at least substantially parallel to the direction of loading of the elastic solid.
19. Способ по п. 16, в котором каждое отверстие из второго множества продолговатых отверстий имеет искаженную форму, проецируемую сквозь упругое твердое тело под непрямым углом.19. The method according to p. 16, in which each hole of the second set of oblong holes has a distorted shape projected through an elastic solid at an indirect angle.
20. Способ по п. 19, в которой вектор проекции каждого отверстия из второго множества продолговатых отверстий по меньшей мере по существу параллелен направлению нагружения упругого твердого тела.20. The method according to p. 19, in which the projection vector of each hole from the second set of oblong holes is at least essentially parallel to the direction of loading of the elastic solid.
21. Способ по п. 16, в которой необходимая характеристика напряжения включает уменьшение концентрации напряжений вблизи множества продолговатых отверстий.21. The method according to p. 16, in which the necessary characteristic of the voltage includes reducing the concentration of stresses near many oblong holes.
22. Способ по п. 16, в котором поведение с NPR включает коэффициент Пуассона приблизительно от -0,0001 до -0,9%.22. The method of claim 16, wherein the NPR behavior comprises a Poisson's ratio of from about -0.0001 to -0.9%.
23. Способ по п. 16, в котором продолговатые отверстия имеют заданную пористость приблизительно от 0,3 до 9%.23. The method according to p. 16, in which the elongated holes have a given porosity of from about 0.3 to 9%.
24. Способ по п. 16, в котором продолговатые отверстия проектируют с заданной пористостью, заданной схемой расположения или заданным аспектным отношением, или любой их комбинацией, для достижения поведения с NPR.24. The method according to p. 16, in which the elongated holes are designed with a given porosity, a specified layout or a given aspect ratio, or any combination thereof, to achieve NPR behavior.
25. Способ по п. 16, в котором каждое из продолговатых отверстий имеет аспектное отношение приблизительно от 5 до 40.25. The method according to p. 16, in which each of the oblong holes has an aspect ratio of from about 5 to 40.
26. Способ по п. 16, в котором каждое отверстие из первого или второго множества продолговатых отверстий, или и того и другого, имеет S-образный профиль на виде в плане.26. The method according to p. 16, in which each hole from the first or second set of oblong holes, or both, has an S-shaped profile in plan view.
27. Способ по п. 16, в котором первое и второе множества, продолговатых отверстий располагают в виде матрицы рядов и столбцов.27. The method according to p. 16, in which the first and second sets of oblong holes are arranged in the form of a matrix of rows and columns.
28. Способ по п. 27, в котором ряды расположены с одинаковыми расстояниями друг от друга, и столбцы расположены с одинаковыми расстояниями друг от друга.28. The method according to p. 27, in which the rows are located with the same distances from each other, and the columns are located with the same distances from each other.
29. Способ по п. 16, в котором каждое из продолговатых отверстий имеет большую ось, перпендикулярную малой оси, причем большие оси первого множества продолговатых отверстий по существу перпендикулярны большим осям второго множества продолговатых отверстий.29. The method according to p. 16, in which each of the oblong holes has a large axis perpendicular to the minor axis, and the large axes of the first set of oblong holes are essentially perpendicular to the large axes of the second set of oblong holes.