基于铰接六边形桁架机制的三维负压缩性结构研究

发布时间：2022-12-24 10:46

　　负压缩特性是超材料中较晚发现和研究的一种非凡材料特性。不同于一般材料在静水压力下沿各个方向收缩,负压缩性材料在静水压的作用下反而会沿某一方向或某几个方向出现尺寸增大。尽管已经提出并分析了很多不同结构,但负压缩性材料的发展依然存在很多限制,比如大部分负压缩结构只在二维平面进行研究。将三维模型简化成二维平面结构研究则会造成实验结果与理论模型之间的偏差。对三维模型的负压缩性还只有有限研究,构造具有负压缩性的三维结构模型的方法也很有限。现有三维结构不仅数量少、结构也十分复杂。由此可见对三维负压缩性结构的研究依然具有较大的研究意义与发展空间。针对存在的问题,我们试图找到一种更有效的方法来设计具有明显负压缩性的三维结构。本文用平面铰接六边形桁架机制来制作三维模型,提出了三个用相同建模思路设计的模型,推导并分析了压缩性等力学性能的表达式。通过分析比较这三个模型,探究了影响结构负压缩性的因素。并且对模型做了进一步的有限元仿真分析及实验验证。具体研究工作由以下三个部分组成:1.本文基于平面铰接六边形桁架机制设计讨论了三个三维模型,这三个模型都是由铰接六边形桁架机制通过正交排布构造的。通过传统力学法及能量... 

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 负压缩性结构的研究现状
        1.1.1 负压缩性的概念
        1.1.2 负压缩性结构的性能特点及应用
        1.1.3 典型负压缩性结构
    1.2 本文的研究内容
第2章 负压缩性结构的设计与分析
    2.1 平面铰接六边形桁架机制的力学模型建立
    2.2 铰接六边形桁架机制下的三维模型建立
        2.2.1 模型一的力学模型建立
        2.2.2 模型二的力学模型建立
        2.2.3 模型三的力学模型建立
    2.3 铰接六边形桁架机制下的三维模型负压缩性性能分析
        2.3.1 三个三维模型的负压缩性性能分析
        2.3.2 三模型的负压缩性性能对比分析
    2.4 本章小结
第3章 负压缩性结构的有限元分析及验证
    3.1 模型二的有限元尺寸
    3.2 模型二的有限元分析
        3.2.1 确定模型二的弹性模量、泊松比和线压缩性
        3.2.2 影响结构线压缩性的因素
    3.3 本章小结
第4章 负压缩性结构的制备与实验研究
    4.1 试件的制备与实验测试系统
    4.2 实验方法
    4.3 实验结果与分析
    4.4 本章小结
第5章 全文总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 展望
参考文献
作者简介及硕士期间取得的研究成果
    1.作者简介
    2.学术成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Negative linear compressibility of generic rotating rigid triangles[J]. 周晓勤,张磊,杨璐.  Chinese Physics B. 2017(12)
[2]拉胀泡沫材料力学性能[J]. 卢子兴,刘强,杨振宇.  宇航材料工艺. 2011(01)
[3]负热膨胀系数材料的研究现状与展望[J]. 华祝元,刘佳琪,严学华.  硅酸盐通报. 2010(05)
[4]新型负热膨胀氧化物材料的研究[J]. 王聪,王天民,沈容,梁敬魁.  物理. 2001(12)
[5]氧化物材料负热膨胀机理[J]. 邢献然.  北京科技大学学报. 2000(01)

博士论文
[1]三维负泊松比多胞结构的轴向压缩性能研究[D]. 张伟.大连理工大学 2015

硕士论文
[1]负压缩性抛光装置设计及试验研究[D]. 张恒.吉林大学 2018
[2]三维负压缩性结构及其力学性能研究[D]. 张磊.吉林大学 2018
[3]基于酒架结构负压缩性的抛光方法及装置的研究[D]. 任涛.吉林大学 2017



本文编号：3726057