专利名称：多稳定格子结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及材料科学，具体说就是一种多稳定格子结构。
(二)
背景技术：
变形结构是一种可以大幅改变形状满足或提升功能要求的结构， 是智能变形飞行器等的基础。普通的通过材料弹性或塑性变形满足不 了大幅变形和往复变形的要求。柔性材料满足变形要求，但需要外载 荷作用才能维持其形状。而用于智能变形的结构变形需要具有多种形
状，并可以往复转变的功能。
(三)
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以满足多种形状大幅度变化要求， 每个形状下不需外力可自己独立维持构型，各构型可以往复转变的多 稳定格子结构。
本发明的目的是这样实现的它是由多个三稳定格子结构单元组 成的；三稳定格子结构单元之间是通过螺栓或者胶接连接的。 本发明还有以下技术特征
(1) 所述的三稳定格子结构单元由四个双稳定薄片组成；四个双稳 定薄片通过螺栓或者胶接连接。
(2) 所述的三稳定格子结构单元有三个稳定形状，三个稳定形状是 平面矩形^"子、下凹曲面^f各子和上凹曲面格子。
本发明多稳定格子结构，制作方法如下首先利用复合材料叠层 结构的非对称铺成特点，利用热压罐工艺制备出具有双稳定构型的窄 矩形薄片，将四个薄片通过螺栓或者胶接连接，形成三稳定格子结构 单元。它具备平面矩形格子、下凹曲面格子和上凹曲面格子三种不需 外力作用即可以独立维持其构型的稳定形状。然后，将各个格子结构 单元之间通过螺栓或者胶接连接，则制成了具备超过3个稳定构型的
多稳定格子结构。
本发明多稳定格子结构，提供一种能适应多个(超过3)形状变 化要求的多稳定结构，每个构型下不需外力即可维持其构型。如有 n*n个三稳定格子单元连接在一起，则由此构成的多稳定结构具有超 过2"个稳定形状，并且在其格子构型下无需外力即可维持其形状，同时各个构型之间可以一定外载荷作用下相互转变。本发明多稳定格子 结构既适应大幅形状往复转变，又可独立维持格子构型的多稳定格子 结构。
(四)
图1为本发明的三稳定^^子结构单元示意图2为本发明的三稳定格子结构单元的三个稳定构型之一示意图3为本发明的三稳定格子结构单元的三个稳定构型之二示意图4为本发明的三稳定格子结构单元的三个稳定构型之三示意图5为本发明多稳定格子结构典型构型之一示意图6为本发明多稳定格子结构典型构型之二示意图7为本发明多稳定格子结构典型构型之三示意图8为本发明多稳定格子结构典型构型之四示意图。
(五)
具体实施例方式
下面结合附图举例对本发明作进一步说明。 实施例1，结合图1-图8，本发明所述的三稳定格子结构单元有 四个双稳定矩形薄片组成(图1中的1和3)，用铆钉连接(图1中 的2)。制备好的三稳定格子结构单元的三个稳定形状分别为平面 矩形格子(图2)，上凹的曲面格子(图3),下凹的曲面格子(图4 )。 采用多个格子结构连接而成的多稳定格子结构具有多个稳定构型，其 中的任何一个格子至少可以形成2个稳定形状。图5-图8给出了由 4*4个三稳定格子结构单元构成的多稳定格子结构，其中几个典型的 构型为平面格子结构(图5),沿某一边方向的波紋形格子结构(图 6)，沿另一边方向的波紋形格子结构(图7),两边弯曲的格子结构 (图8 )。对于此4*4个3稳定格子结构单元构成的多稳定格子结构， 理论上在一个方向即沿一条边方向就有24个稳定构型，而在与之垂直 的方向，理论上还有24个稳定构型，但其中平面构型两种情况重合， 所有理论上有2*24-1个即31个稳定构型，且各稳定构型之间在一定 外载荷作用下可以互相转变，当转变到某一稳定构型后，外力撤走即 不再需要外力即可维持其稳定构型。
权利要求
1. 一种多稳定格子结构，它是由多个三稳定格子结构单元组成的；其特征在于三稳定格子结构单元之间是通过螺栓或者胶接连接的。
2. 根据权利要求1所述的一种多稳定格子结构，所述的三稳定 格子结构单元由四个双稳定薄片组成；其特征在于四个双稳定薄片 通过螺栓或者胶接连接。
3. 根据权利要求1所述的一种多稳定格子结构，所述的三稳定 格子结构单元有三个稳定形状，其特征在于三个稳定形状是平面矩 形格子、下凹曲面格子和上凹曲面格子。
4. 一种多稳定格子结构，制作方法如下首先利用复合材料叠 层结构的非对称铺成特点，利用热压罐工艺制备出具有双稳定构型的 窄矩形薄片，将四个薄片通过螺栓或者胶接连接，形成三稳定格子结 构单元；它具备平面矩形格子、下凹曲面格子和上凹曲面格子三种不 需外力作用即可以独立维持其构型的稳定形状；然后，将各个格子结 构单元之间通过螺栓或者胶接连接，则制成了具备超过3个稳定构型 的多稳定格子结构。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种可以满足多种形状大幅度变化要求，每个形状下不需外力可自己独立维持构型，各构型可以往复转变的多稳定格子结构。它是由多个三稳定格子结构单元组成的；三稳定格子结构单元之间是通过螺栓或者胶接连接的。三稳定格子结构单元由四个双稳定薄片组成；四个双稳定薄片通过螺栓或者胶接连接。三稳定格子结构单元有三个稳定形状，三个稳定形状是平面矩形格子、下凹曲面格子和上凹曲面格子。本发明多稳定格子结构，利用热压罐工艺制备。本发明既适应大幅形状往复转变，又可独立维持格子构型的多稳定格子结构。
文档编号F16S3/06GK101435532SQ20081020968
公开日2009年5月20日 申请日期2008年12月12日 优先权日2008年12月12日
发明者张博明, 戴福洪, 杜善义 申请人:哈尔滨工业大学