RU2338820C2 - Усовершенствования в композиционных материалах и структурах, а также усовершенствования, имеющие отношение к композиционным материалам и структурам - Google Patents
Усовершенствования в композиционных материалах и структурах, а также усовершенствования, имеющие отношение к композиционным материалам и структурам Download PDFInfo
- Publication number
- RU2338820C2 RU2338820C2 RU2005131202/12A RU2005131202A RU2338820C2 RU 2338820 C2 RU2338820 C2 RU 2338820C2 RU 2005131202/12 A RU2005131202/12 A RU 2005131202/12A RU 2005131202 A RU2005131202 A RU 2005131202A RU 2338820 C2 RU2338820 C2 RU 2338820C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- component
- components
- composite material
- spiral
- change
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 116
- 230000006872 improvement Effects 0.000 title description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 40
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 22
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 84
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 11
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 10
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 7
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 7
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 claims description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000306 component Substances 0.000 description 336
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 4
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 4
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 3
- -1 Kevlar TM) Chemical compound 0.000 description 3
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 3
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 3
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 3
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 3
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 3
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 3
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- 229920000271 Kevlar® Polymers 0.000 description 2
- 239000004944 Liquid Silicone Rubber Substances 0.000 description 2
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000013536 elastomeric material Substances 0.000 description 2
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 2
- 239000004761 kevlar Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000009940 knitting Methods 0.000 description 1
- 210000003041 ligament Anatomy 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- 229920001281 polyalkylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000011359 shock absorbing material Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
- D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
- D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
- D02G3/22—Yarns or threads characterised by constructional features, e.g. blending, filament/fibre
- D02G3/38—Threads in which fibres, filaments, or yarns are wound with other yarns or filaments, e.g. wrap yarns, i.e. strands of filaments or staple fibres are wrapped by a helically wound binder yarn
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B1/00—Layered products having a non-planar shape
- B32B1/08—Tubular products
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
- D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
- D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
- D02G3/22—Yarns or threads characterised by constructional features, e.g. blending, filament/fibre
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
- D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
- D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
- D02G3/22—Yarns or threads characterised by constructional features, e.g. blending, filament/fibre
- D02G3/24—Bulked yarns or threads, e.g. formed from staple fibre components with different relaxation characteristics
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2250/00—Layers arrangement
- B32B2250/02—2 layers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
- B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2457/00—Electrical equipment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2535/00—Medical equipment, e.g. bandage, prostheses or catheter
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2571/00—Protective equipment
- B32B2571/02—Protective equipment defensive, e.g. armour plates or anti-ballistic clothing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2605/00—Vehicles
- B32B2605/08—Cars
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2605/00—Vehicles
- B32B2605/18—Aircraft
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
- Y10T428/24942—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including components having same physical characteristic in differing degree
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
- Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
- Y10T428/2929—Bicomponent, conjugate, composite or collateral fibers or filaments [i.e., coextruded sheath-core or side-by-side type]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
- Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
- Y10T428/2933—Coated or with bond, impregnation or core
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
- Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
- Y10T428/2933—Coated or with bond, impregnation or core
- Y10T428/2936—Wound or wrapped core or coating [i.e., spiral or helical]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
- Y10T442/60—Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
- Y10T442/637—Including strand or fiber material which is a monofilament composed of two or more polymeric materials in physically distinct relationship [e.g., sheath-core, side-by-side, islands-in-sea, fibrils-in-matrix, etc.] or composed of physical blend of chemically different polymeric materials or a physical blend of a polymeric material and a filler material
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
- Vibration Dampers (AREA)
- Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
Изобретения относятся к компонентам композиционных материалов, имеющим ауксетичные свойства, то есть отрицательный или эффективно отрицательный коэффициент Пуассона, к структуре из компонентов композиционного материала и к способу их изготовления. Компонент композиционного материала, имеющий отрицательный эффективный коэффициент Пуассона, содержит проходящие вдоль оси первый компонент и второй компонент. Первый компонент расположен вокруг второго компонента по спирали в виде одного или более витков, разнесенных в продольном направлении относительно указанной оси. Изменение растягивающей или сжимающей нагрузки на первый компонент вызывает изменение радиального положения второго компонента относительно этой оси. При изменении растягивающей или сжимающей нагрузки на первый компонент происходит последующее изменение диаметра спирали первого компонента, а изменение диаметра спирали первого компонента приводит к тому, что второй компонент приобретает форму спирали, и/или вызывает изменение диаметра спирали второго компонента, а диаметр спирали второго компонента возрастает при уменьшении диаметра спирали первого компонента, тогда как диаметр спирали второго компонента уменьшается при увеличении диаметра спирали первого компонента. Из двух или более компонентов композиционного материала сформирована структура, в которой эти оба компонента расположены рядом один с другим или в контакте друг с другом. Способ изготовления компонента композиционного материала, имеющего отрицательный эффективный коэффициент Пуассона, заключается в формировании первого и второго компонентов, нанесение путем навивки и/или прядения, и/или покрытия первого компонента вокруг второго элемента в виде одного или более витков, разнесенных в продольном направлении вдоль второго компонента. Технический результат состоит в получении в промышленных условиях компонентов композиционных материалов, обладающих стабильной структурой и расширенным диапазоном свойств и областей применения. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 16 ил.
Description
Данное изобретение относится к усовершенствованиям в композиционных материалах и стуктурах и усовершенствованиям, связанным с композиционными материалами и структурами, в частности, имеющими ауксетичные свойства (то есть отрицательный или эффективно отрицательный коэффициент Пуассона), способам изготовления ауксетичных композиционных материалов и применению ауксетичных композиционных материалов.
В отличие от большинства обычных материалов ауксетичные материалы расширяются перпендикулярно оси, вдоль которой они растягиваются. Это придает таким материалам целый ряд полезных свойств. Существующие ауксетичные материалы и способы их изготовления, например, описанные в документе WO 00/53830, имеют значительные проблемы при изготовлении ауксетичных материалов надежным способом, и/или в масштабе, пригодном для промышленного производства. Кроме того, такие известные материалы образуются из одного материала и таким образом в результате имеют ограниченные свойства. Целью настоящего изобретения является устранение недостатков, присущих известным материалам и технологии их производства.
Одной из целей настоящего изобретения является создание улучшенных ауксетичных композиционных материалов, способов производства ауксетичных композиционных материалов и применение ауксетичных композиционных материалов. Способы производства предусматривают пригодность к использованию в промышленных масштабах или производству в широком диапазоне масштабов. Одной из целей настоящего изобретения является создание ауксетичных композиционных материалов и способов изготовления таких материалов, которые обладают стабильной структурой и свойствами, а также будут иметь расширенный диапазон свойств материала и областей применения.
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предусмотрен компонент композиционного материала, имеющий отрицательный эффективный коэффициент Пуассона; этот компонент композиционного материала содержит первый компонент и второй компонент, упомянутые первый компонент и второй компонент простираются вдоль оси, причем первый компонент навит вокруг второго компонента в виде одного или более витков, эти один или более витков разнесены в продольном направлении относительно упомянутой оси, а изменение растягивающей нагрузки на первый компонент вызывает изменение радиального положения второго компонента относительно этой оси.
В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предусмотрен компонент композиционного материала, имеющий отрицательный эффективный коэффициент Пуассона; этот компонент композиционного материала содержит первый компонент и второй компонент, упомянутые первый компонент и второй компонент простираются вдоль оси, причем первый компонент навит вокруг второго компонента в виде одного или более витков, первый компонент имеет более высокий модуль упругости, чем второй компонент, а изменение растягивающей или сжимающей нагрузки на первый компонент вызывает изменение радиального положения второго компонента относительно этой оси.
В соответствии с третим аспектом настоящего изобретения предусмотрен компонент композиционного материала, имеющий отрицательный эффективный коэффициент Пуассона; этот компонент композиционного материала содержит первый компонент и второй компонент, упомянутые первый компонент и второй компонент простираются вдоль оси, причем первый компонент навит вокруг второго компонента по спирали, а изменение растягивающей или сжимающей нагрузки на первый компонент вызывает последующие изменения диаметра спирали первого компонента, изменение диаметра спирали первого компонента приводит к тому, что второй компонент приобретает форму спирали, и/или вызывает изменение диаметра спирали второго компонента, а диаметр спирали второго компонента возрастает при уменьшении диаметра спирали первого компонента, тогда как диаметр спирали второго компонента уменьшается при увеличении диаметра спирали первого компонента.
Первый и/или второй, и/или третий аспекты изобретения могут содержать любые из характеристик, вариантов или возможностей, указанных где бы то ни было в этом описании и, в частности, среди нижеследующего.
Компонент композиционного материала и/или структура, изготовленная из него, может иметь любую отрицательную величину коэффициента Пуассона. Такая система может иметь коэффициент Пуассона между 0 и -5. В частности, может быть предусмотрен коэффициент Пуассона между -3 и -4.
Первый компонент может быть волокном, прутком или пустотелой трубкой, в частности, из материала со сравнительно высоким модулем. Первый компонент может быть выполнен из углеродного волокна, стекловолокна, полиарамидов (например, Кевлар™), полиамидов (например, нейлона), полиэфиров, полиалкиленов, полиэтилентерефталата (ПЭТ), металлической проволоки, хлопка или других материалов. Материалы, из которых выполнен первый компонент, могут быть натуральными или искусственными, неорганическими или органическими. Первый компонент может быть запаян отвержденной пленкой, например отвержденной силоксановой пленкой. В случае если первый компонент представляет собой пустотелую трубку, эта трубка может содержать дополнительные материалы.
Второй компонент может быть волокном, прутком или пустотелой трубкой, в частности, из средне- или низкомодульного материала. Этот материал предпочтительно должен быть способен к деформации без разрушений. Второй компонент может быть выполнен из силоксана, жидкого силиконового каучука, натурального каучука, нитрилового каучука или любого другого эластомерного материала, как натурального, так и искусственного. В случае если второй компонент представляет собой пустотелую трубку, эта трубка может содержать дополнительные материалы. Эти дополнительные материалы могут быть, а могут и не быть ауксетичными. Дополнительные материалы могут иметь свойства, отличающиеся от свойств материала самой трубки.
Предпочтительно первый компонент имеет более высокий модуль, чем второй компонент. Первый компонент может иметь диаметр в диапазоне от 0,01 до 1 диаметра второго компонента. Первый компонент может иметь площадь поперечного сечения в диапазоне от 0,001 до 1 площади поперечного сечения второго компонента.
Первый компонент и/или второй компонент могут быть сформированы из сплошного материала.
Предпочтительно первый компонент и/или второй компонент являются удлиненными. Первый компонент и/или второй компонент могут иметь длину по меньшей мере в сто раз больше своего максимального размера или протяженности в поперечном сечении.
Ось может находиться в центре компонента композиционного материала, состоящего из первого компонента и второго компонента. Эта ось может проходить между двумя или более компонентами. Эта ось может проходить через центральный компонент, в частности в центре этого центрального компонента, вокруг которого расположены один или более первых компонентов и/или вторых компонентов.
Обертка первого компонента вокруг второго компонента может быть предусмотрена в форме покрытия или обмотки. Обертка первого компонента вокруг второго компонента может быть в форме спирали или змеевика. Спираль или змеевик могут иметь постоянный угол наклона по длине второго компонента. Этот угол наклона может составлять от нуля градусов до девяноста градусов относительно оси.
Второй компонент может быть прямолинейным, а первый компонент навит вокруг него. Второй компонент может быть также навит вокруг первого компонента. Второй компонент может быть выполнен в форме спирали или змеевика. Угол наклона спирали или змеевика первого компонента может быть таким же, как угол наклона спирали или змеевика второго компонента.
Изменение растягивающей или сжимающей нагрузки на первый компонент может представлять собой изменение нагрузки, приложенной вдоль или параллельно оси. Это изменение нагрузки может быть увеличением нагрузки. Это изменение нагрузки может быть также уменьшением нагрузки. На первом компоненте может иметь место изменение нагрузки путем ее возрастания от нуля до некоторой величины или же может иметь место изменение нагрузки путем ее уменьшения от некоторой первой величины до второй меньшей величины. Нагрузка может быть приложена у концов первого компонента и/или может быть приложена в промежуточном положении.
Радиальное положение второго компонента может быть измерено перпендикулярно оси. Предпочтительно изменение радиального положения представляет собой увеличение смещения по меньшей мере части второго компонента относительно оси при изменении нагрузки, причем это изменение, в частности, представляет собой ее увеличение тогда, когда нагрузка является растягивающей нагрузкой, и уменьшение тогда, когда нагрузка является сжимающей нагрузкой. Предпочтительно изменение радиального положения представляет собой уменьшение смещения по меньшей мере части второго компонента от оси при изменении нагрузки, причем это изменение, в частности, представляет собой ее уменьшение, когда нагрузка является растягивающей нагрузкой, и увеличение, когда нагрузка является сжимающей нагрузкой. Положение некоторых частей второго компонента может не влиять на увеличение смещения при изменении нагрузки.
Предпочтительно структура содержит по меньшей мере пару компонентов композиционного материала, каждый из которых содержит первый компонент и второй компонент. Пара компонентов композиционного материала может быть размещена рядом друг с другом или в контакте друг с другом. Контакт может иметь место между первыми компонентами этих компонентов композиционного материала и/или между вторыми компонентами этих компонентов композиционного материала. Два или более компонента композиционного материала могут быть размещены вокруг центрального компонента. Первый и/или второй компоненты этого компонента композиционного материала могут быть предусмотрены рядом или в контакте с центральным компонентом.
Объемная структура может быть сформирована повторением ячейки, содержащей множество компонентов композиционного материала. Центральный компонент может быть размещен между компонентами композиционного материала и/или между ячейками, образованными из множества компонентов композиционного материала. Центральный компонент может быть размещен у центра ячейки с двумя или более компонентами композиционного материала, расположенными вокруг центрального компонента. Эти компоненты композиционного материала могут быть равномерно расположены вокруг центрального компонента. Каждый компонент композиционного материала может быть расположен рядом или в контакте с другими центральными компонентами. Объемная структура может быть сформирована повторением ячейки, содержащей множество компонентов композиционного материала и множество центральных компонентов.
Объемная структура может быть образована каждым компонентом композиционного материала, расположенным рядом или в контакте с двумя или более другими компонентами композиционного материала. Плоская или имеющая вид листа объемная структура может быть образована повторением друг рядом с другом ячейки, образованной первым композиционным элементом, с дополнительным компонентом композиционного материала с любой из его сторон. Центральный компонент может быть расположен в такой структуре между компонентами композиционного материала. Предпочтительно каждая ячейка находится рядом или в контакте с двумя другими ячейками.
Объемная структура может быть образована каждым компонентом композиционного материала, находящимся рядом или в контакте с четырьмя другими компонентами композиционного материала. Объемная структура может быть сформирована из ячеек, содержащих четыре компонента композиционного материала, в частности, расположенных вокруг одинарного центрального компонента. Предпочтительно каждая ячейка находится рядом или в контакте с четырьмя или восемью другими ячейками.
Объемная структура может быть образована каждым компонентом композиционного материала, находящимся рядом или в контакте с пятью другими компонентами композиционного материала. Эта объемная структура может быть сформирована из ячеек, содержащих пять компонентов композиционного материала, в частности, расположенных вокруг единичного центрального компонента. Предпочтительно каждая ячейка размещена рядом или в контакте с пятью другими ячейками.
Объемная структура может быть сформирована каждым компонентом композиционного материала, находящимся рядом или в контакте с шестью другими компонентами композиционного материала. Эта объемная структура может быть сформирована из ячеек, содержащих шесть компонентов композиционного материала. Центральный компонент может быть размещен между этими шестью компонентами композиционного материала. Эти шесть композиционных компонентов могут быть равномерно расположены вокруг центрального компонента. Предпочтительно каждая ячейка находится рядом или в контакте с шестью другими ячейками.
Размещенные рядом компоненты композиционного материала, включая те, которые входят в состав ячеек и объемных структур, могут иметь первые компоненты, которые навиты вокруг вторых элементов в противоположных направлениях относительно друг друга.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления данного изобретения предусмотрена структура, сформированная из первого компонента композиционного материала и дополнительного компонента композиционного материала, причем этот первый компонент композиционного материала имеет первый компонент, навитый вокруг второго компонента в одном направлении, а дополнительный компонент композиционного материала имеет первый компонент, навитый вокруг второго компонента в другом направлении. Предпочтительно по меньшей мере один из этих компонентов композиционного материала навит по часовой стрелке, и по меньшей мере один из компонентов композиционного материала навит против часовой стрелки, в идеальном варианте таким образом, что два компонента композиционного материала, расположенных друг против друга, являются зеркальным отображением друг друга. Центральный компонент может быть размещен между двумя или более компонентами композиционного материала.
В альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрена структура, сформированная из двух или более компонентов композиционного материала, причем два или более, или даже все эти компоненты композиционного материала имеют первый компонент, навитый вокруг второго компонента с идентичной ориентацией таким образом, что они не являются зеркальными отображениями. Центральный компонент может быть размещен между двумя или более компонентами композиционного материала.
Такая структура может иметь один или более центральных компонентов, в частности центральных компонентов, расположенных между по меньшей мере двумя компонентами композиционного материала. Этот центральный компонент может быть волокном. Этот центральный компонент может быть сплошным или пустотелым. Пустотелые центральные компоненты могут содержать дополнительные материалы или же быть заполненными дополнительными материалами. Эти центральные компоненты и/или дополнительные материалы могут быть выполнены из другого ауксетичного материала. Этот первый компонент и/или этот второй компонент могут быть отделены от центрального элемента. Все три компонента могут быть отделены друг от друга. Предпочтительно, чтобы первый и второй компоненты были расположены таким образом, чтобы не перемещаться относительно друг друга. Центральный компонент может быть предусмотрен также внутри композиционной структуры таким образом, чтобы центральный компонент не перемещался относительно первого и/или второго компонентов.
Эта структура может включать в себя один или более матричных компонентов. Матричные компоненты могут содержать силоксановые пены, пенополиуретан или другие подобные материалы или могут состоять из них. Предпочтительно матричные компоненты находятся в контакте со всеми компонентами композиционного материала, или по меньшей мере с первым компонентом и/или вторым компонентом. Этот матричный компонент может быть деформирован путем изменения растягивающей или сжимающей нагрузки, приложенной к первому компоненту, и/или может оказывать сопротивление перемещению второго компонента, вызываемому изменением нагрузки. Матричный компонент может способствовать возврату второго компонента к такому радиальному положению, которое он занимал перед изменением нагрузки. Матричный компонент может увеличивать отрицательный коэффициент Пуассона или же ауксетичный эффект данной структуры и/или материала.
Предпочтительно увеличение растягивающей нагрузки или уменьшение сжимающей нагрузки вызывает приближение формы первых компонентов к прямолинейной и приобретению вторыми компонентами формы, отличной от прямолинейной. Предпочтительно уменьшение растягивающей нагрузки или увеличение сжимающей нагрузки вызывает приобретение первыми компонентами формы, отличной от прямолинейной, и приближение формы вторых компонентов к прямолинейной.
Эта структура может быть поглощающей энергию, например, пригодной для использования с целью поглощения ударов и/или звука. Эти структуры могут быть сформированы или встроены в части автомобилей, спортивный инвентарь, узлы авиационно-космической техники, литые детали, пьезоэлектрические материалы, текстильные изделия, ткани и тому подобное. В частности, эти структуры могут быть сформированы или сплетены с автомобильными бамперами, элементами внутренних частей автомобилей, шинами для автомобильной и авиационно-космической техники, трубками летных комбинезонов, бронежилетами, биоматериалами для протезирования или других медицинских целей, наполнителями, амортизирующими материалами для электронных устройств, включая портативные устройства, персональные компьютеры, аппаратуру связи, съемочные камеры и тому подобное.
Эти структуры могут также быть эффективными при использовании, относящемся к деформирующим нагрузкам, когда необходимо обеспечить восприятие нагрузок от тяжелых объектов или нагрузок на большой площади поверхности. Эти композиционные структуры могут быть сформированы или сплетены в сетки, ремни и ленты, текстильные изделия, ткани, конструкции для каркаса шин и тому подобное.
В соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения предусмотрен способ изготовления компонента композиционного материала, имеющего отрицательный эффективный коэффициент Пуассона, включающий формирование первого компонента; формирование второго компонента; нанесение, например, путем навивки и/или прядения, и/или покрытия первого компонента вокруг второго компонента в виде одного или более витков, причем эти один или более витков разнесены в продольном направлении вдоль второго компонента.
В соответствии с пятым аспектом настоящего изобретения предусмотрен способ изготовления компонента композиционного материала, имеющего отрицательный эффективный коэффициент Пуассона, включающий формирование первого компонента; формирование второго компонента; нанесение, например, путем навивки и/или прядения, и/или покрытия, первого компонента вокруг второго компонента в виде одного или более витков, причем первый компонент имеет более высокий модуль упругости, чем второй компонент.
В соответствии с шестым аспектом настоящего изобретения предусмотрен способ изготовления компонента композиционного материала, имеющего отрицательный эффективный коэффициент Пуассона; включающий формирование первого компонента; формирование второго компонента; эти первый компонент и второй компоненты простираются в продольном направлении вдоль оси; нанесение первого компонента вокруг второго компонента по спирали, например, путем навивки и/или прядения, и/или покрытия, причем изменение растягивающей или сжимающей нагрузки на первый компонент вызывает последующее изменение диаметра спирали первого компонента, а это изменение диаметра спирали первого компонента приводит к тому, что второй компонент приобретает форму спирали и/или вызывает изменение диаметра спирали второго компонента, а диаметр спирали второго компонента возрастает при уменьшении диаметра спирали первого компонента, тогда как диаметр спирали второго компонента уменьшается при увеличении диаметра спирали первого компонента.
Четвертый и/или пятый, и/или шестой аспекты настоящего изобретения могут содержать любые из признаков или возможностей, указанных где бы то ни было в этом документе и, в частности, в нижеследующем.
Первый компонент и/или второй компонент, и/или центральный компонент могут быть экструдированы или одноосноориентированы, например, с использованием головки с вытяжкой или без нее. Первый компонент и/или второй компонент, и/или центральный компонент могут быть сформированы с использованием прядильного или подобного устройства для спиральной намотки/покрытия. Второй компонент может быть натянут, пока первый компонент наматывают вокруг второго компонента.
Первый компонент и/или второй компонент могут быть сформированы, а уже затем собраны, например навиты друг на друга. Первый компонент может быть нанесен вокруг второго компонента таким, каким он сформирован. Первый компонент и второй компонент могут образовывать композиционный компонент. Два или более компонента композиционного материала могут быть связаны друг с другом. Эти компоненты композиционного материала могут быть связаны друг с другом для создания структуры, например, путем их укладки вокруг одного или более центральных компонентов.
Этот способ может включать использование матрицы, предусматривающей или нет операцию заполнения пустот для одного или более компонентов. Эти пустоты могут быть заполнены волокнами и/или объемным материалом, или же матрицей. Силоксановые пены, пенополиуретаны, жидкие силиконовые каучуки, натуральный каучук и другие синтетические или натуральные материалы могут быть использованы для образования матрицы или в качестве материалов, применяемых для заполнения пустот.
Первый компонент и второй компонент, или компоненты композиционного материала, изготовленные из них, или же структуры и связки, изготовленные из них, могут быть сплетены для образования структур или могут быть введены в процессе формования для образования объемных структур.
Далее описываются различные варианты осуществления изобретения при помощи прилагаемых чертежей, на которых:
фиг.1а представляет собой иллюстрацию первой известной формы ауксетичного материала;
фиг.1b представляет собой иллюстрацию второй известной формы ауксетичного материала;
фиг.2 иллюстрирует ауксетичную композиционную структуру в соответствии с настоящим изобретением в недеформированном/частично деформированном состоянии;
фиг.3 иллюстрирует композиционную структуру, изображенную на Фиг.2, в деформированном состоянии;
фиг.4 представляет собой схематический вид поперечного сечения при направлении взгляда вдоль оси Х-Х;
фиг.5 представляет собой схематический вид поперечного сечения другой ауксетичной композиционной структуры в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.6 представляет собой схематический вид поперечного сечения другой ауксетичной композиционной структуры в соответствии с настоящим изобретением, где показана компоновка пространственно центрированной решетки;
фиг.7 представляет собой схематический вид плотно упакованной ауксетичной композиционной структуры, выполненной в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.8a-8f иллюстрируют различные виды экспериментального варианта осуществления в соответствии с настоящим изобретением при различных уровнях деформирования; а также
фиг.9а и Фиг.9b иллюстрируют проекцию угла для первого компонента в недеформированном и частично деформированном виде соответственно.
Целью изобретения является создание усовершенствованных структур и технологий производства ауксетичных материалов, а также усовершенствование ауксетичных материалов как таковых. Следует заметить, что при использовании термина «материалы» предполагается, что они среди других возможных вариантов включают в себя текстиль и ткани.
Ауксетичные материалы являются материалами, имеющими отрицательный фактический, или эффективный, коэффициент Пуассона. То есть, когда к ауксетичному материалу приложена растягивающая нагрузка, которая растягивает его вдоль первой оси, он расширяется вдоль второй оси, перпендикулярной к этой первой оси. Материалы также являются ауксетичными, если сжимающая нагрузка приложена вдоль оси материала, и сжатие приводит к уменьшению ширины вдоль второй оси, перпендикулярной к этой первой оси. Такое поведение противоположно поведению большинства материалов, которые имеют положительный коэффициент Пуассона. Коэффициент Пуассона для материала определяется как отношение поперечных деформаций сжатия к продольным деформациям растяжения.
Синтетические ауксетичные материалы были впервые получены в конце 80-х годов путем механической деформации полимерных пеноматериалов с открытыми ячейками. Более поздние технологии имели целью изготовление полимерных материалов со структурой, подобной сотовой, или материалов, образованных частицами, связанными фибриллами.
Пример ауксетичного полимерного материала со структурой, подобной сотовой, показан на Фиг.1а. Приложение растягивающей нагрузки вдоль оси Х-Х вызывает перемещение звеньев 1 и 3 в стороны. С другой стороны, это перемещение вызывает выпрямление звеньев 5 и 7 и таким образом увеличение расстояния между звеньями 9 и 11. Результатом является увеличение размера компонента из этого материала вдоль оси Y-Y, которая перпендикулярна к оси Х-Х.
Пример ауксетичного полимерного материала на основе фибриллярно-узловой структуры показан на Фиг.1b. В нем имеется серия частиц 13, связанных между собой при помощи фибрилл 15. Фибриллы 15 обычно изготовлены из того же материала, что и частицы 13, экструзией и/или последующим процессом прядения. При этом аналогично перемещение частиц 13а и 13b в стороны вдоль оси Х-Х вызывает выпрямление фибрилл 15а, 15b, и следовательно, увеличение расстояния между частицами 13с и 13d. Таким образом происходит увеличение размера компонента из этого материала вдоль оси Y-Y, перпендикулярной к оси Х-Х. Такие материалы изготавливались с использованием операций прессования и спекания или же, как описано в документе WO 00/53830, путем частичного расплавления с последующим экструдированием одного полимерного материала.
Были предложены разнообразные способы изготовления ауксетичных материалов с довольно разнообразными формами и значениями отрицательного коэффициента Пуассона. Однако во многих случаях эти способы изготовления являются сложными и обычно приспособлены для производства только очень небольших количеств ауксетичного материала сомнительной прочности. В других случаях сущность этого способа, включающего поверхностное плавление и экструдирование для придания нужных форм одному и тому же материалу, имеет следствием то, что ауксетичный материал имеет гораздо более низкий уровень как по структуре, так и свойствам, чем предполагалось в известных схематических представлениях его, в том числе показанных на Фиг.1а и Фиг.1b этого описания. Возникают структурирование частиц, несовершенство фибриллярных структур, недискретные частицы и другие проблемы. Существенные затруднения также имеются в обработке образцов известных ауксетичных материалов для получения полезных форм и конфигураций.
Настоящим изобретением предпринята попытка обратиться к этим проблемам и создать ауксетичный материал, который является сравнительно простым в изготовлении, обладает целостной структурой и свойствами, имеет приемлемый и управляемый отрицательный коэффициент Пуассона, а также может легко быть использован для создания более сложных и пригодных для использования форм.
На Фиг.2 ауксетичный материал по настоящему изобретению является фактически компонентом композиционного материала, изготовленным из нескольких компонентов. Он показан в частично деформированном состоянии. В отличие от известных ауксетичных материалов представленный материал сформирован из нескольких отдельных компонентов, а возможно - из отдельных компонентов, имеющих различную форму материала или свойства.
По центру проходит центральный компонент 20. Этот центральный компонент 20 в целом имеет прямолинейную форму и выполняет функцию сердцевины композиционной структуры. Этот центральный компонент 20 также определяет ось структуры, Х-Х. С обеих сторон центрального компонента 20 находятся первые компоненты 22а, 22b. Эти первые компоненты 22а, 22b имеют соединение со вторыми компонентами 24а, 24b. В любом случае первый компонент 22 навит вокруг второго компонента 24 по спирали. То есть первый компонент 22 контактирует с различными частями внешней поверхности второго компонента 24 по длине компонентов 22, 24. В результате этой навивки по меньшей мере первый компонент 22 имеет величину смещения относительно оси Х-Х, которая изменяется в зависимости от положения вдоль оси Х-Х. Таким образом, в точке 28 смещение больше, чем в точке 26.
Величина смещения другого первого компонента 22b относительно оси Х-Х равна смещению для соответственных точек 26, 28 и так далее вдоль оси Х-Х, однако направление смещения может быть противоположным относительно оси Х-Х. Таким образом, части 32 первого компонента 22b близки друг к другу, а части 30 первого компонента 22b сравнительно отдалены. Это достигается навивкой первых компонентов 22а, 22b вокруг вторых компонентов 24а, 24b в противоположных направлениях.
В показанном варианте и первый компонент 22, и второй компонент 24 имеют смещение относительно оси Х-Х, которое изменяется в соответствии с положением вдоль оси Х-Х. В целом этот компонент композиционного материала таким образом предусмотрен вдоль промежутков 34 заданного размера.
Форму в целом можно увидеть на схематическом виде поперечного сечения при направлении взгляда вдоль оси Х-Х, как показано на Фиг.4. В этом поперечном сечении первый компонент 22 начинается в точке А и проходит вверх и над вторым компонентом 24 к точке В, перед его опусканием, внутри второго компонента 24 к точке С. С противоположной стороны центрального компонента - зеркальное отображение. Весь ход первого компонента 22 и вся протяженность второго компонента 24 не показаны.
При использовании, как показано на Фиг.3, если параллельно оси Х-Х к первым компонентам 22 компонента композиционного материала приложена растягивающая нагрузка, то эта нагрузка распрямляет первые компоненты 22 из их спиральной формы в более выпрямленную или даже прямую. На Фиг.3 центральный компонент 20 по-прежнему занимает центр компонента композиционного материала, а первый компонент 22 по-прежнему навит вокруг второго компонента 24. Однако распрямление первых компонентов 22 привело к увеличению диаметра спирали, образованной вторыми компонентами 24. Смещение второго компонента 24 от оси Х-Х вызывает в результате значительное увеличение габаритного размера этого компонента композиционного материала вдоль оси Y-Y. Размер промежутков 34 также значительно увеличивается.
В качестве альтернативы спиральной форме первых компонентов 22 и вторых компонентов 24 может быть предусмотрен функционирующий компонент композиционного материала, использующий прямолинейный второй компонент 24, и навитый с изменяющимся по длине смещением первый компонент 22. Эта форма не показана на чертежах. В этом случае приложение растягивающей нагрузки выпрямило бы первые компоненты 22, тем самым вызвав изменение формы вторых компонентов 24 от прямолинейной к спиральной. При этом также происходит увеличение размера перпендикулярно направлению растягивающей нагрузки.
Относительные размеры центрального компонента 20, первых компонентов 22 и вторых компонентов 24 на Фиг.2, Фиг.3 и Фиг.4 показаны различными, поскольку возможны самые разные размеры как в абсолютном выражении, так и в относительном выражении размеров различных компонентов друг к другу.
В предпочтительном варианте исполнения настоящего изобретения центральный компонент 20 сам по себе также является дополнительным ауксетичным компонентом или структурой, но может быть и эластомерным прутком из материала со средним или низким модулем. Желательно, чтобы этот центральный компонент был способен деформироваться без разрушения. Пригодные материалы включают в себя силоксан, жидкий силиконовый каучук, натуральный каучук, нитриловый каучук или любой другой эластомерный материал, как натуральный, так и искусственный. В случае, когда центральный компонент представляет собой пустотелую трубку, она может содержать дополнительные материалы, которые могут быть или не быть ауксетичными, и эти дополнительные материалы могут иметь свойства, отличные от свойств материала самой трубки. Желательно, чтобы первые компоненты имели высокий модуль упругости. Например, это может быть углеродное волокно, кевлар, стекловолокно или же проволока. И здесь желательно, чтобы вторые компоненты были эластомерными по природе. Может быть использован очень широкий диапазон материалов, разумеется, в зависимости от требуемых свойств, применения и величины готовой композиционной структуры. Другие возможности описаны в этом документе далее ниже.
Компонент композиционного материала, показанный на Фиг.2, Фиг.3 и Фиг.4, фактически является структурой, из которой могут быть сформированы более крупные структуры или изделия.
На Фиг.5 показана в поперечном сечении другая структура. Эта структура является расширенным вариантом структуры показанной на Фиг.2, Фиг.3 и Фиг.4 формы по настоящему изобретению и использует подобные принципы. И в этом случае структура также включает в себя центральный компонент 20, однако имеет шесть вторых компонентов 24, равномерно расположенных вокруг центрального компонента 20. Каждый второй компонент имеет навитый вокруг него первый компонент 22. Аналогично величина смещения первого компонента от продольной центральной оси структуры является одинаковой для каждого из первых компонентов в одном поперечном сечении. Направлением смещения для каждого компонента является радиальное направление наружу от оси. В случае данной структуры приложение растягивающей нагрузки вызывает расширение во все стороны радиально от центрального компонента 20. Подобная компоновка может быть сконструирована с использованием большего или меньшего, чем шесть, количества соединений первых и вторых компонентов.
Поскольку структуры, описанные с использованием Фиг.2, Фиг.3, Фиг.4 и Фиг.5, представляют собой материалы с отрицательным коэффициентом Пуассона, наиболее полезные формы настоящего изобретения являются результатом формирования готовых изделий из таких ячеек, например, для получения тканей, листов, тканых изделий, нетканых изделий. В них используются повторяющиеся структуры описанного выше типа или другие такие структуры.
В варианте, показанном на Фиг.6, каждый центральный компонент 20 окружен четырьмя первыми компонентами 22 и четырьмя вторыми компонентами 24, навитыми друг на друга для получения описанных выше соединений. Эти четыре соединения равномерно расположены вокруг центрального компонента 20. Путем соединения таким способом большого числа структур формируется пространственно-центрированная решетка.
В варианте, показанном на Фиг.7, каждый центральный компонент 20 окружен соединениями из шести первых компонентов 22 и шести вторых компонентов 24. Аналогично эти шесть соединений равномерно расположены вокруг центрального компонента 20 и в результате образуют плотно упакованную конструкцию. Подобные конструкции также могут быть созданы с использованием большего или меньшего, чем шесть, количества соединений из первых и вторых компонентов.
Эти и другие схемы упаковки позволяют образовывать базовые структуры, которые являются ауксетичными в поведении. По сравнению с известными технологиями производства наиболее существенно, что поскольку такая ауксетичная структура собрана из множества компонентов, она в высокой степени пригодна для массового производства с использованием изменений в конструкции существующего оборудования, которые относительно просты для осуществления. Например, возможно экструдировать центральный компонент и использовать прядильные машины для производства соединений первого компонента и второго компонента. Для создания требуемой формы определенное количество соединений первого компонента и второго компонента могут затем быть собраны вокруг центрального компонента. Сборка большого количества соединений, созданных таким способом, дает требуемую объемную структуру.
В дополнение к сочетанию материалов центрального, первого и второго компонентов возможно также включение в структуру и дополнительных материалов. В предпочтительной форме ауксетичные свойства структуры дополняются путем заполнения пустот в структуре силоксановой пеной, пенополиуретаном или другими материалами с низким модулем упругости. В эти пустоты также могут быть помещены и другие компоненты или эластомерные прутки. Введение таких материалов в формуемое изделие также возможно с использованием способов промышленного масштаба.
Следует также заметить, что показанные на Фиг.2, Фиг.3 и Фиг.4 формы осуществления изобретения относятся к структуре, которая деформируется для увеличения своего размера перпендикулярно оси деформации. Это идеально возможно для предварительно деформированного или предварительно растянутого материала, в котором ауксетичные свойства проявляются при уменьшении деформации/растяжения и/или при приложении сжимающей нагрузки.
Кроме математических расчетов уровня отрицательного коэффициента Пуассона таких материалов заявитель смог экспериментально продемонстрировать такие свойства.
На Фиг.8a-f показана экспериментальная структура в соответствии с настоящим изобретением. Эта структура образована из двух компонентов композиционного материала 100, показанных на Фиг.8а. Два компонента композиционного материала 100 расположены в непосредственной близости друг от друга, и каждый из них имеет второй компонент 104, вокруг которого навит первый компонент 102. Первые компоненты 102 навиты в противоположных направлениях. Такая структура показана на Фиг.8b в недеформированном состоянии.
При деформировании этой структуры проявляются ауксетичные свойства. На Фиг.8с продольная 10-мм деформация приводит к расширению промежутка между этими компонентами. На Фиг.8d продольная 15-мм деформация, на Фиг.8е продольная 20-мм деформация, и на Фиг.8f продольная 25-мм деформация приводит к увеличению промежутков по причине расширения структуры в боковых направлениях.
Этот эффект ясно проиллюстрирован на Фиг.9а и Фиг.9b, где сравнивается проекция угла первого компонента относительно оси, перпендикулярной оси центрального компонента структуры. В этом примере в недеформированном состоянии угол составляет 62°, а в частично деформированном состоянии угол составляет 74,5°.
Возможно как изготовление структур этой конфигурации с использованием различных форм компонентов, так и создание таких структур в широком диапазоне масштабов. Макропрутки и волокна могут быть использованы для формирования объемных композиционных структур, пригодных для целого ряда применений. С другой стороны, различные органические полимерные, неорганические полимерные или неорганические структуры могут быть использованы для получения ауксетичных материалов на молекулярном уровне.
Ауксетичные композиты и структуры, предусмотренные настоящим изобретением, предоставляют широкий выбор полезных свойств. В частности, такие структуры могут обеспечивать улучшенные по сравнению с известными материалами модуль сдвига, трещиностойкость, пьезоэлектрические свойства, сопротивление вдавливанию, термостойкость, ударогашение, износостойкость и поглощение энергии. Ауксетичные композиты и структуры в соответствии с настоящим изобретением могут обеспечивать как полезные свойства ударогашения, так и звукопоглощения в одном и том же материале. Также эти структуры могут демонстрировать явления анизотропии, когда свойства различны в осевом и радиальном направлениях.
Такие композиты и структуры могут рассматриваться в качестве имеющих специальное применение текстильных материалов для широкого круга назначений. Ауксетичные структуры по настоящему изобретению, в частности, пригодны для текстиля благодаря своей синкластической способности (способности формировать одинаково ориентированную кривизну в двух направлениях). Это делает такой текстиль особенно хорошо приспосабливаемым к другим изделиям, с которыми он контактирует. Это справедливо как для использования в спецодежде, например для изготовления удобных бронежилетов, лямок обмундирования и/или ремней, так и для других целей, например для подкладок защитных шлемов.
Применение таких композитов и структур включает ситуации, когда требуется сопротивление вдавливанию или способность поглощать удары, включая автомобильные бамперы, элементы внутренней части автомобиля, а также формованные корпусные детали. Эти свойства делают такие структуры пригодными и в области спортивного оснащения, где требуется защита от ударов в виде одежды или другого оснащения. Такое оснащение включает в себя устройства для защиты головы, щитки для защиты ног, другие щитки и тому подобное.
Способность к акустическому демпфированию для того же материала, который имеет и вышеупомянутые свойства, также полезна для замены ранее использовавшихся двух различных материалов, каждый из которых был необходим только для одной цели.
Материалы по настоящему изобретению также имеют преимущества в плане их пригодности для защиты портативных электронных устройств, мобильных телефонов, фотоаппаратов, видеокамер и тому подобного, например, для демпфирования вибрации, звука или обеспечения сопротивления вдавливанию и так далее.
Другие потенциальные области применения включают в себя использование в шинах, медицинских нитях, композиционных материалах с улучшенными свойствами (в частности, за счет уменьшения повреждений в связи с выдергиванием волокон), электронных датчиках (особенно за счет создания чувствительных к давлению или оптически чувствительных материалов), ремнях безопасности, багажных ремнях, лямках, лентах и ремнях для одежды, конструкциях с двойной кривизной, активных материалах (в частности, фильтрах), активном текстиле, изделиях с увеличенным сопротивлением износу, тепловому удару и так далее.
Существует много возможных способов производства таких материалов, в том числе плетение, вязание, прядение, экструдирование, прошивка, а также большое разнообразие способов производства тканых и нетканых изделий.
Claims (23)
1. Компонент композиционного материала, имеющий отрицательный эффективный коэффициент Пуассона, который содержит первый компонент и второй компонент, упомянутые первый компонент и второй компонент простираются вдоль оси, причем первый компонент предусмотрен вокруг второго компонента в виде одного или более витков, эти один или более витков разнесены в продольном направлении относительно упомянутой оси, а изменение растягивающей или сжимающей нагрузки на первый компонент вызывает изменение радиального положения второго компонента относительно этой оси.
2. Компонент композиционного материала по п.1, отличающийся тем, что первый компонент имеет более высокий модуль упругости, чем второй компонент.
3. Компонент композиционного материала по п.1 или 2, отличающийся тем, что он имеет первый компонент, предусмотренный вокруг второго компонента по спирали так, что изменение растягивающей или сжимающей нагрузки на первый компонент вызывает последующее изменение диаметра спирали первого компонента, изменение диаметра спирали первого компонента приводит к тому, что второй компонент приобретает форму спирали, и/или вызывает изменение диаметра спирали второго компонента, а диаметр спирали второго компонента возрастает при уменьшении диаметра спирали первого компонента, тогда как диаметр спирали второго компонента уменьшается при увеличении диаметра спирали первого компонента.
4. Компонент композиционного материала по п.1 или 2, отличающийся тем, что первый компонент предусмотрен вокруг второго компонента путем нанесения, и/или навивки, и/или покрытия, и/или прядения.
5. Компонент композиционного материала по п.1 или 2, отличающийся тем, что первый компонент является волокном, прутком или пустотелой трубкой из материала со сравнительно высоким модулем, а второй компонент является волокном, прутком или пустотелой трубкой из материала со средним или низким модулем по сравнению с материалом первого компонента.
6. Компонент композиционного материала по п.1 или 2, отличающийся тем, что упомянутая ось проходит через центральный компонент.
7. Компонент композиционного материала по п.1 или 2, отличающийся тем, что изменение радиального положения представляет собой увеличение смещения по меньшей мере части второго компонента относительно упомянутой оси при изменении нагрузки, причем это изменение представляет собой ее увеличение тогда, когда нагрузка является растягивающей нагрузкой, и уменьшение тогда, когда нагрузка является сжимающей нагрузкой.
8. Компонент композиционного материала по п.1 или 2, отличающийся тем, что изменение радиального положения представляет собой уменьшение смещения по меньшей мере части второго компонента относительно упомянутой оси при изменении нагрузки, причем это изменение представляет собой ее уменьшение тогда, когда нагрузка является растягивающей нагрузкой, и увеличение тогда, когда нагрузка является сжимающей нагрузкой.
9. Структура, содержащая два или более компонента композиционного материала, выполненных по п.1.
10. Структура по п.9, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере пару компонентов композиционного материала, каждый из которых включает в себя первый компонент и второй компонент, и эти два компонента композиционного материала размещены рядом друг с другом или в контакте друг с другом.
11. Структура по п.9 или 10, отличающаяся тем, что она сформирована из повторяющейся ячейки, включающей в себя множество компонентов композиционного материала.
12. Структура по п.9 или 10, отличающаяся тем, что она выполнена путем размещения каждого компонента композиционного материала рядом или в контакте с двумя или более другими компонентами композиционного материала так, что формируется плоская или листовидная структура.
13. Структура по п.9 или 10, отличающаяся тем, что она образована путем размещения каждого компонента композиционного материала рядом или в контакте с четырьмя или более компонентами композиционного материала.
14. Структура по п.9 или 10, отличающаяся тем, что размещенные рядом компоненты композиционного материала имеют первые компоненты, которые навиты вокруг второго компонента в противоположных друг другу направлениях.
15. Структура по п.9 или 10, отличающаяся тем, что она имеет один или более центральных компонентов.
16. Структура по п.15, отличающаяся тем, что центральный компонент представляет собой волокно и/или является сплошным или пустотелым.
17. Структура по п.15, отличающаяся тем, что все три компонента расположены таким образом, чтобы иметь ограниченное перемещение или не перемещаться относительно друг друга.
18. Структура по п.9 или 10, отличающаяся тем, что она включает в себя один или более матричных компонентов.
19. Структура по п.18, отличающаяся тем, что матричный компонент оказывает сопротивление перемещению второго компонента, вызванному изменением нагрузки, и/или способствует возвращению второго компонента в то радиальное положение, которое он занимал до изменения нагрузки.
20. Структура по п.9 или 10, отличающаяся тем, что она является энергопоглощающей, например ударогасящей и/или звукопоглощающей.
21. Способ изготовления компонента композиционного материала, имеющего отрицательный эффективный коэффициент Пуассона, включающий формирование первого компонента; формирование второго компонента; нанесение, например, путем навивки и/или прядения и/или покрытия, первого компонента вокруг второго элемента в виде одного или более витков, причем эти один или более витков разнесены в продольном направлении вдоль второго компонента.
22. Способ по п.21, отличающийся тем, что модуль упругости первого компонента больше модуля упругости второго компонента.
23. Способ по п.21 или 22, отличающийся тем, что он включает нанесение первого компонента вокруг второго компонента по спирали так, что изменение растягивающей или сжимающей нагрузки на первый компонент вызывает последующее изменение диаметра спирали первого компонента, это изменение диаметра спирали первого компонента приводит к тому, что второй компонент приобретает форму спирали, и/или вызывает изменение диаметра спирали второго компонента, а диаметр спирали второго компонента возрастает при уменьшении диаметра спирали первого компонента, тогда как диаметр спирали второго компонента уменьшается при увеличении диаметра спирали первого компонента.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB0307330.1 | 2003-03-29 | ||
| GBGB0307330.1A GB0307330D0 (en) | 2003-03-29 | 2003-03-29 | Improvements in and relating to composite materials and structures |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005131202A RU2005131202A (ru) | 2007-05-20 |
| RU2338820C2 true RU2338820C2 (ru) | 2008-11-20 |
Family
ID=9955828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005131202/12A RU2338820C2 (ru) | 2003-03-29 | 2004-03-26 | Усовершенствования в композиционных материалах и структурах, а также усовершенствования, имеющие отношение к композиционным материалам и структурам |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US20070031667A1 (ru) |
| EP (1) | EP1649090B1 (ru) |
| JP (1) | JP4536058B2 (ru) |
| KR (1) | KR101059917B1 (ru) |
| CN (1) | CN1768176B (ru) |
| AT (1) | ATE435935T1 (ru) |
| CA (1) | CA2520687C (ru) |
| DE (1) | DE602004021936D1 (ru) |
| GB (1) | GB0307330D0 (ru) |
| RU (1) | RU2338820C2 (ru) |
| WO (1) | WO2004088015A1 (ru) |
Families Citing this family (65)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0418759D0 (en) | 2004-08-23 | 2004-09-22 | Auxetix Ltd | Uses of auxetic fibres |
| EP1945163B1 (en) * | 2005-10-21 | 2016-04-20 | The Procter and Gamble Company | Absorbent article comprising auxetic materials |
| DE102005060293A1 (de) * | 2005-12-16 | 2007-07-05 | Continental Aktiengesellschaft | Verwendung auxetischer Materiallen in Kautschukprodukten, Kautschukmischungen und Cordmaterialien |
| GB0604583D0 (en) * | 2006-03-08 | 2006-04-19 | Dow Corning | Impregnated flexible sheet material |
| GB0608462D0 (en) * | 2006-04-28 | 2006-06-07 | Auxetix Ltd | Detection system |
| GB0610272D0 (en) * | 2006-05-24 | 2006-07-05 | Auxetic Technologies Ltd | A composite material |
| US8652602B1 (en) * | 2007-02-28 | 2014-02-18 | William Jacob Spenner Dolla | Rotational expansion auxetic structures |
| US8432057B2 (en) * | 2007-05-01 | 2013-04-30 | Pliant Energy Systems Llc | Pliant or compliant elements for harnessing the forces of moving fluid to transport fluid or generate electricity |
| WO2009002479A1 (en) | 2007-06-21 | 2008-12-31 | University Of Massachusetts | Auxetic fabric structures and related fabrication methods |
| GB0804487D0 (en) | 2008-03-11 | 2008-04-16 | Terram Ltd | Cellular structures |
| US20090250675A1 (en) * | 2008-03-24 | 2009-10-08 | Arthur Henry Cashin | Vehicle Barrier |
| US20090235813A1 (en) * | 2008-03-24 | 2009-09-24 | Arthur Henry Cashin | Ballistics Barrier |
| US20090235507A1 (en) * | 2008-03-24 | 2009-09-24 | Arthur Henry Cashin | Method Of Repairing A Ballistics Barrier |
| US20090235814A1 (en) * | 2008-03-24 | 2009-09-24 | Cashin Arthur H | Mobile Reconfigurable Barricade |
| US8453730B2 (en) * | 2008-05-23 | 2013-06-04 | Schlumberger Technology Corporation | System and method for improving operational characteristics |
| GB0818523D0 (en) * | 2008-10-09 | 2008-11-19 | Univ Exeter | Fibrous assembly |
| US8225729B2 (en) | 2008-12-16 | 2012-07-24 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Three-dimensional wiping substrate and method therefor |
| US7858055B2 (en) * | 2008-12-18 | 2010-12-28 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Moisture sensitive auxetic material |
| EP2454407A1 (en) * | 2009-05-01 | 2012-05-23 | Global Composites Group | Auxetic knitted fabric |
| EP2519397B1 (en) | 2009-12-30 | 2016-04-20 | 3M Innovative Properties Company | Method of making an auxetic mesh |
| WO2011090586A2 (en) | 2009-12-30 | 2011-07-28 | 3M Innovative Properties Company | Filtering face-piece respirator having an auxetic mesh in the mask body |
| KR101880408B1 (ko) | 2009-12-30 | 2018-07-19 | 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 | 안면부 여과식 호흡기 |
| US8609220B2 (en) * | 2010-04-08 | 2013-12-17 | Compagnie Generale Des Etablissements Michelin | Shear compliant hexagonal meso-structures having high shear strength and high shear strain |
| WO2012071477A2 (en) * | 2010-11-22 | 2012-05-31 | The Regents Of The University Of California | Micro-structured biomaterials and fabrication methods therefor |
| GB201019796D0 (en) | 2010-11-23 | 2011-01-05 | Univ Exeter The | Auxetic material articles |
| EP2662558A3 (en) * | 2011-01-10 | 2015-01-14 | Benjamin Filardo | Mechanisms for creating undulating motion, such as for propulsion and for harnessing the energy of moving fluid |
| GB201109949D0 (en) | 2011-06-14 | 2011-07-27 | Dow Corning | Pressure material |
| GB2493007B (en) | 2011-07-21 | 2017-08-30 | Fiberweb Holdings Ltd | Confinement structures for particulate fill materials |
| CN103361811B (zh) * | 2012-06-26 | 2016-03-30 | 香港理工大学 | 一种负泊松比纱线结构及其制造方法 |
| US9241808B2 (en) | 2012-08-27 | 2016-01-26 | Anthony Sabatino | Auxetic prosthetic implant |
| US9538798B2 (en) | 2012-08-31 | 2017-01-10 | Under Armour, Inc. | Articles of apparel including auxetic materials |
| US11839253B2 (en) | 2012-08-31 | 2023-12-12 | Under Armour, Inc. | Article of apparel including fabric having auxetic structure |
| US9936755B2 (en) | 2012-08-31 | 2018-04-10 | Under Armour, Inc. | Articles of apparel with auxetic fabric |
| US9629397B2 (en) | 2012-08-31 | 2017-04-25 | Under Armour, Inc. | Articles of apparel including auxetic materials |
| US10426226B2 (en) | 2012-08-31 | 2019-10-01 | Under Armour, Inc. | Footwear upper with dynamic and lock-out regions |
| US12070100B2 (en) | 2012-08-31 | 2024-08-27 | Under Armour, Inc. | Laminate panel with auxetic layer |
| WO2014151045A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | President And Fellows Of Harvard College | Low porosity auxetic sheet |
| US9194662B1 (en) * | 2013-03-15 | 2015-11-24 | Peter D. Poulsen | Article for dispersing energy of a blast or impact |
| JP6306590B2 (ja) * | 2013-08-07 | 2018-04-04 | 株式会社アシックス | シューズ |
| USD777452S1 (en) | 2014-01-17 | 2017-01-31 | Under Armour, Inc. | Textile substrate with overlay |
| USD774783S1 (en) | 2014-01-29 | 2016-12-27 | Under Armour, Inc. | Elastic textile |
| PT3096368T (pt) * | 2015-05-22 | 2017-10-04 | Sanko Tekstil Isletmeleri San Ve Tic As | Uma estrutura de fio compósito |
| CN108699789B (zh) * | 2016-02-23 | 2021-02-23 | 贝卡尔特公司 | 能量吸收组件 |
| US10508373B2 (en) * | 2016-05-13 | 2019-12-17 | Nike, Inc. | Embroidered article |
| US11795900B2 (en) | 2016-06-30 | 2023-10-24 | Pliant Energy Systems Llc | Vehicle with traveling wave thrust module apparatuses, methods and systems |
| US10519926B2 (en) | 2016-06-30 | 2019-12-31 | Pliant Energy Systems Llc | Traveling wave propeller, pump and generator apparatuses, methods and systems |
| US10190570B1 (en) | 2016-06-30 | 2019-01-29 | Pliant Energy Systems Llc | Traveling wave propeller, pump and generator apparatuses, methods and systems |
| US11209022B2 (en) | 2016-06-30 | 2021-12-28 | Pliant Energy Systems Llc | Vehicle with traveling wave thrust module apparatuses, methods and systems |
| US10098409B1 (en) | 2017-05-25 | 2018-10-16 | Nike, Inc. | Pre-tensioned article and method of making |
| ES2924523T3 (es) * | 2017-12-01 | 2022-10-07 | Airbus Operations Sl | Estructura auxética deformable y procedimiento de fabricación |
| USD870479S1 (en) | 2017-12-05 | 2019-12-24 | Steelcase Inc. | Chair |
| USD869889S1 (en) | 2017-12-05 | 2019-12-17 | Steelcase Inc. | Chairback |
| US10813463B2 (en) | 2017-12-05 | 2020-10-27 | Steelcase Inc. | Compliant backrest |
| USD869872S1 (en) | 2017-12-05 | 2019-12-17 | Steelcase Inc. | Chair |
| US11291305B2 (en) | 2017-12-05 | 2022-04-05 | Steelcase Inc. | Compliant backrest |
| USD869890S1 (en) | 2017-12-05 | 2019-12-17 | Steelcase Inc. | Chairback |
| CN108166122A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-06-15 | 湖北枫树线业有限公司 | 具有拉伸膨胀性能的单复丝双股缝纫线及其制造方法 |
| CN108456960A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-08-28 | 湖北枫树线业有限公司 | 具有拉伸膨胀性能的全复丝双股缝纫线及其制造方法 |
| CN109808468A (zh) * | 2019-03-04 | 2019-05-28 | 南京航空航天大学 | 一种基于负泊松比结构的车门防撞梁及其优化方法 |
| DE102019107256A1 (de) * | 2019-03-21 | 2020-09-24 | Ofa Bamberg Gmbh | Strumpf |
| USD907935S1 (en) | 2019-05-31 | 2021-01-19 | Steelcase Inc. | Chair |
| USD907383S1 (en) | 2019-05-31 | 2021-01-12 | Steelcase Inc. | Chair with upholstered back |
| CN111016334B (zh) * | 2019-10-25 | 2021-01-01 | 青岛理工大学 | 抗爆抗冲击多级异质纤维预制体复合材料及其制备方法 |
| CN114103277B (zh) * | 2021-09-27 | 2023-08-29 | 福建省晋江市华宇织造有限公司 | 一种具有防护膝盖结构的负泊松比网布 |
| US20220233944A1 (en) * | 2022-04-18 | 2022-07-28 | Ibrahim M. Alarifi | Shin guard made of auxetic material and unit structure thereof |
Family Cites Families (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2448782A (en) * | 1945-05-14 | 1948-09-07 | Archibald H Davis | Composite strand and fabric |
| US3631667A (en) * | 1967-08-29 | 1972-01-04 | Owens Corning Fiberglass Corp | Method of making reinforcement for tires |
| US3625809A (en) * | 1970-02-24 | 1971-12-07 | Owens Corning Fiberglass Corp | Filament blend products |
| DE2447715C3 (de) * | 1974-10-07 | 1978-09-07 | Hoechst Ag, 6000 Frankfurt | Vorgarn und Verfahren zu dessen Herstellung |
| US4155394A (en) * | 1977-08-29 | 1979-05-22 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Tire cord composite and pneumatic tire |
| US4809493A (en) * | 1985-11-01 | 1989-03-07 | Kuraray Company Limited | Water-absorbing shrinkable yarn |
| US4668557A (en) * | 1986-07-18 | 1987-05-26 | The University Of Iowa Research Foundation | Polyhedron cell structure and method of making same |
| JPH0250084A (ja) | 1988-05-27 | 1990-02-20 | Takumi Hayasaka | 多段式熱交換機 |
| US5092727A (en) | 1988-12-16 | 1992-03-03 | The B. F. Goodrich Company | Braided composite threaded member |
| GB2235650A (en) | 1989-07-14 | 1991-03-13 | Nat Res Dev | Curvable core layers |
| GB8916231D0 (en) * | 1989-07-14 | 1989-08-31 | Evans Kenneth E | Polymeric materials |
| US5429869A (en) * | 1993-02-26 | 1995-07-04 | W. L. Gore & Associates, Inc. | Composition of expanded polytetrafluoroethylene and similar polymers and method for producing same |
| EP0820858B1 (en) | 1996-07-22 | 2000-11-02 | Hexcel Corporation | Honeycomb core materials with particulate reinforcement |
| JPH10134102A (ja) * | 1996-10-30 | 1998-05-22 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 所望のポアソン比を有する複合材料の製造方法 |
| UA61089C2 (ru) | 1996-11-08 | 2003-11-17 | Хантсмен Ай Сі Ай Кемікалз, Ллс | Способ получения жестких и эластичных пенополиуретановых вспененных материалов |
| US6460588B1 (en) * | 1997-09-26 | 2002-10-08 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Pen reinforcement for rubber composites |
| GB9723140D0 (en) | 1997-11-04 | 1998-01-07 | British Nuclear Fuels Plc | Improvements in and relating to material separations |
| GB9905145D0 (en) * | 1999-03-06 | 1999-04-28 | Bolton Inst Higher Education | Auxetic materials |
| CN1266916A (zh) * | 1999-03-10 | 2000-09-20 | 叶齐炎 | 包捻纱及包捻并纱倍捻锭子 |
| CN1273288A (zh) * | 1999-05-09 | 2000-11-15 | 叶齐炎 | 包捻纱及并纱包捻倍捻锭子 |
| JP2004506791A (ja) | 2000-08-21 | 2004-03-04 | マサチューセッツ・インスティチュート・オブ・テクノロジー | 高い内部自由体積を有するポリマー |
| GB0608462D0 (en) * | 2006-04-28 | 2006-06-07 | Auxetix Ltd | Detection system |
| US8225729B2 (en) * | 2008-12-16 | 2012-07-24 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Three-dimensional wiping substrate and method therefor |
| US7858055B2 (en) * | 2008-12-18 | 2010-12-28 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Moisture sensitive auxetic material |
-
2003
- 2003-03-29 GB GBGB0307330.1A patent/GB0307330D0/en not_active Ceased
-
2004
- 2004-03-26 JP JP2006506034A patent/JP4536058B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2004-03-26 CA CA2520687A patent/CA2520687C/en not_active Expired - Fee Related
- 2004-03-26 WO PCT/GB2004/001320 patent/WO2004088015A1/en active Application Filing
- 2004-03-26 RU RU2005131202/12A patent/RU2338820C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2004-03-26 KR KR1020057018305A patent/KR101059917B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2004-03-26 AT AT04723637T patent/ATE435935T1/de not_active IP Right Cessation
- 2004-03-26 CN CN2004800088426A patent/CN1768176B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2004-03-26 EP EP04723637A patent/EP1649090B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2004-03-26 DE DE602004021936T patent/DE602004021936D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2004-03-26 US US10/551,316 patent/US20070031667A1/en not_active Abandoned
-
2009
- 2009-05-18 US US12/467,966 patent/US8916262B2/en active Active - Reinstated
-
2014
- 2014-10-24 US US14/523,606 patent/US20150298421A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005131202A (ru) | 2007-05-20 |
| KR101059917B1 (ko) | 2011-08-29 |
| WO2004088015A1 (en) | 2004-10-14 |
| DE602004021936D1 (de) | 2009-08-20 |
| US20090239049A1 (en) | 2009-09-24 |
| CN1768176B (zh) | 2012-06-27 |
| KR20060009826A (ko) | 2006-02-01 |
| GB0307330D0 (en) | 2003-05-07 |
| JP2006525443A (ja) | 2006-11-09 |
| US20150298421A1 (en) | 2015-10-22 |
| CA2520687C (en) | 2012-05-22 |
| ATE435935T1 (de) | 2009-07-15 |
| EP1649090B1 (en) | 2009-07-08 |
| US20070031667A1 (en) | 2007-02-08 |
| CA2520687A1 (en) | 2004-10-14 |
| CN1768176A (zh) | 2006-05-03 |
| EP1649090A1 (en) | 2006-04-26 |
| JP4536058B2 (ja) | 2010-09-01 |
| US8916262B2 (en) | 2014-12-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2338820C2 (ru) | Усовершенствования в композиционных материалах и структурах, а также усовершенствования, имеющие отношение к композиционным материалам и структурам | |
| Hu et al. | Auxetic textiles | |
| Yang et al. | Multi-stable mechanical metamaterials by elastic buckling instability | |
| Hu et al. | 3D printing of chiral carbon fiber reinforced polylactic acid composites with negative Poisson's ratios | |
| CN107896497B (zh) | 复合纱线结构 | |
| Zhang et al. | A novel combined auxetic tubular structure with enhanced tunable stiffness | |
| US8652602B1 (en) | Rotational expansion auxetic structures | |
| Zhou et al. | Auxetic composites made of 3D textile structure and polyurethane foam | |
| Sloan et al. | The helical auxetic yarn–a novel structure for composites and textiles; geometry, manufacture and mechanical properties | |
| Ge et al. | A finite element analysis of a 3D auxetic textile structure for composite reinforcement | |
| US20110059291A1 (en) | Structured materials with tailored isotropic and anisotropic poisson's ratios including negative and zero poisson's ratios | |
| US2755079A (en) | Elastic metal mesh tubular bellows | |
| Abdewi et al. | Effect of geometry on the crushing behaviour of laminated corrugated composite tubes | |
| Iftekhar et al. | Numerical analysis of binding yarn float length for 3D auxetic structures | |
| Logakannan et al. | Mechanical response of a novel hybrid tube composed of an auxetic outer layer | |
| Chang et al. | 3D fabrics with negative Poisson’s ratio: a review | |
| Leech | The modelling and analysis of the mechanics of ropes | |
| Li et al. | Plate-based cylinder metamaterial with negative Poisson’s ratio and outstanding mechanical performance | |
| Nurihan et al. | The elastic properties of unidirectional bamboo fibre reinforced epoxy composites | |
| Chen et al. | Exploring the relationship between applied fabric strain and resultant local yarn strain within the elastic fabric based on finite element method | |
| Khan et al. | Auxetic Yarn: Fundamentals, Influencing Parameters, Application Areas and Challenges | |
| Aksu et al. | An investigation on auxetic feature and its applications | |
| Arshad et al. | 3D woven auxetic composites using onloom shaped reinforcement | |
| Shukla et al. | Auxetic textiles, composites and applications | |
| Sayed et al. | Auxetic polymers in textiles. Review |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170327 |