ГИБРИДНАЯ АУКСЕТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ТИПА "ЯМКИ И ПОРЫ" С КОНФИГУРАЦИЕЙ, РАЗРАБОТАННОЙ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЗАДАННОГО ПОВЕДЕНИЯ С ОТРИЦАТЕЛЬНЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ ПУАССОНА

1. Ауксетическая структура, содержащая:
упругое твердое тело с:
множеством отверстий, проходящих сквозь упругое твердое тело и расположенных в виде первой матрицы рядов и столбцов; и
множеством выступов, выступающих из упругого твердого тела и расположенных в виде второй матрицы рядов и столбцов,
причем множество отверстий совместно с множеством выступов сконфигурированы так, чтобы обеспечить заданную пористость при обеспечении поведения с отрицательным коэффициентом Пуассона (NPR) в условиях макроскопического плоского нагружения.
2. Ауксетическая структура по п. 1, в которой каждый из выступов является продолговатым и имеет большую ось, перпендикулярную малой оси.
3. Ауксетическая структура по п. 2, в которой малые оси выступов параллельны рядам второй матрицы, а большие оси выступов параллельны столбцам второй матрицы.
4. Ауксетическая структура по п. 2, в которой выступы включают первое множество выступов, соответствующие большие оси которых параллельны рядам второй матрицы, и второе множество выступов, соответствующие большие оси которых параллельны столбцам второй матрицы.
5. Ауксетическая структура по п. 2, в которой выступы являются эллиптическими.
6. Ауксетическая структура по п. 1, в которой выступы включают один или более приподнятых выступов и один или более углубленных выступов.
7. Ауксетическая структура по п. 1, в которой выступы являются полусферическими.
8. Ауксетическая структура по п. 1, в которой множество выступов чередуются с множеством отверстий.
9. Ауксетическая структура по п. 1, в которой каждое из отверстий проходит через соответствующий один из выступов.
10. Ауксетическая структура по п. 1, в которой каждое из отверстий является продолговатым и имеет большую ось, перпендикулярную малой оси.
11. Ауксетическая структура по п. 10, в которой большие оси отверстий параллельны рядам первой матрицы, а малые оси отверстий параллельны столбцам первой матрицы.
12. Ауксетическая структура по п. 10, в которой отверстия включают первое множество отверстий, соответствующие большие оси которых параллельны рядам первой матрицы, и второе множество отверстий, соответствующие большие оси которых параллельны столбцам первой матрицы.
13. Ауксетическая структура по п. 10, в которой отверстия являются S-образными прорезями.
14. Ауксетическая структура по п. 10, в которой продолговатые отверстия присутствуют в упругом твердом теле, когда оно находится в состоянии без напряжений.
15. Ауксетическая структура по п. 10, в которой заданная пористость, обеспечиваемая продолговатыми отверстиями, равна приблизительно 0,3-9%.
16. Ауксетическая структура по п. 1, в которой каждое из отверстий и каждый из выступов имеет аспектное отношение приблизительно от 5 до 40.
17. Ауксетическая структура по п. 1, в которой отверстия являются отверстиями круглого сечения.
18. Ауксетическая структура по п. 1, в которой упругое твердое тело содержит металлический лист.
19. Ауксетическая структура по п. 1, в которой первая матрица и вторая матрица являются одинаковыми, так что отверстия и выступы расположены вдоль одних и тех же рядов и столбцов.
20. Ауксетическая структура по п. 1, в которой отверстия имеют первые геометрические характеристики, включающие заданную пористость и первое заданное аспектное отношение, а выступы имеют вторые геометрические характеристики, включающие заданную глубину и второе заданное аспектное отношение, причем первые и вторые геометрические характеристики совместно сконфигурированы так, чтобы обеспечивать уменьшение механического напряжения посредством поведения с отрицательным коэффициентом Пуассона в условиях макроскопической плоской нагрузки.
21. Ауксетическая структура по п. 1, в которой упругое твердое тело содержит листовой материал из поликристаллического сплава или монокристаллического сплава, или их обоих.
22. Ауксетическая структура по п. 1, в которой выступы и отверстия расположены в виде рисунка из гексагональных единичных ячеек с одним из выступов в каждой вершине и одним из отверстий в центре каждой из гексагональных единичных ячеек.
23. Ауксетическая структура по п. 1, в которой выступы и отверстия расположены в виде рисунка из квадратных единичных ячеек с одним из отверстий в каждой вершине и одним из выступов в центре каждой из квадратных единичных ячеек.
24. Ауксетическая структура по п. 1, в которой выступы и отверстия расположены в виде рисунка из квадратных единичных ячеек с одним из выступов в каждой вершине и одним из отверстий в центре каждой из квадратных единичных ячеек.
25. Ауксетическая структура по п. 1, в которой выступы и отверстия расположены в виде рисунка из квадратных единичных ячеек с одним из выступов в каждой вершине и одним из отверстий в центре каждой из квадратных единичных ячеек.
26. Ауксетическая листовая структура с низкой пористостью, содержащая; металлический лист с множеством пор, проходящих сквозь металлический лист,
и множеством ямок, выступающих из металлического листа, причем поры имеют первый набор геометрических характеристик и расположены согласно первой схеме расположения, а ямки имеют второе множество геометрических характеристик и расположены согласно второй схеме расположения, причем геометрические характеристики и схема расположения пор совместно с геометрическими характеристиками и схемой расположения ямок сконфигурированы так, чтобы обеспечить заданную пористость при обеспечении поведения с отрицательным коэффициентом Пуассона (PR) в условиях макроскопической нагрузки.
27. Способ изготовления ауксетической структуры, согласно которому:
предоставляют упругое твердое тело;
добавляют к упругому твердому телу множество отверстий, проходящих сквозь упругое твердое тело, причем множество отверстий расположены в виде первой матрицы рядов и столбцов; и
добавляют к упругому твердому телу множество выступов, выступающих из упругого твердого тела, причем множество выступов расположены в виде второй матрицы рядов и столбцов,
при этом множество отверстий совместно с множеством выступов сконфигурированы так, чтобы обеспечить заданную пористость при обеспечении уменьшения механического напряжения посредством поведения с отрицательным коэффициентом Пуассона (NPR) в условиях макроскопического плоского нагружения.
28. Способ по п. 27, в котором каждый из выступов является продолговатым и имеет большую ось, перпендикулярную малой оси.
29. Способ по п. 28, в котором малые оси выступов параллельны рядам второй матрицы, а большие оси выступов параллельны столбцам второй матрицы.
30. Способ по п. 28, в котором выступы включают первое множество выступов, соответствующие большие оси которых параллельны рядам второй матрицы, и второе множество выступов, соответствующие большие оси которых параллельны столбцам второй матрицы.
31. Способ по п. 28, в котором выступы являются эллиптическими.
32. Способ по п. 27, в котором выступы включают один или более приподнятых выступов и один или более углубленных выступов.
33. Способ по п. 27, в котором выступы являются полусферическими.
34. Способ по п. 27, в котором множество выступов чередуются с множеством отверстий.
35. Способ по п. 27, в котором каждое из отверстий проходит через соответствующий один из выступов.
36. Способ по п. 27, в котором каждое из отверстий является продолговатым и имеет большую ось, перпендикулярную малой оси.
37. Способ по п. 36, в котором большие оси отверстий параллельны рядам первой матрицы, а малые оси отверстий параллельны столбцам первой матрицы.
38. Способ по п. 36, в котором отверстия включают первое множество отверстий, соответствующие большие оси которых параллельны рядам первой матрицы, и второе множество отверстий, соответствующие большие оси которых параллельны столбцам первой матрицы.
39. Способ по п. 36, в котором отверстия являются S-образными прорезями.
40. Способ по п. 36, в котором продолговатые отверстия присутствуют в упругом твердом теле, когда оно находится в состоянии без напряжений.
41. Способ по п. 36, в котором заданная пористость, обеспечиваемая продолговатыми отверстиями, равна приблизительно 0,3-9%.
42. Способ по п. 27, в котором каждое из отверстий и каждый из выступов имеет аспектное отношение приблизительно от 5 до 40.
43. Способ по п. 27, в котором отверстия являются отверстиями круглого сечения.
44. Способ по п. 27, в котором упругое твердое тело содержит металлический лист.
45. Способ по п. 27, в котором первая матрица и вторая матрица являются одинаковыми, так что отверстия и выступы расположены вдоль одних и тех же рядов и столбцов.
46. Способ по п. 27, в котором отверстия имеют первые геометрические характеристики, включающие заданную пористость и первое заданное аспектное отношение, а выступы имеют вторые геометрические характеристики, включающие заданную глубину и второе заданное аспектное отношение, причем первые и вторые геометрические характеристики совместно сконфигурированы так, чтобы обеспечивать уменьшение механического напряжения посредством поведения с отрицательным коэффициентом Пуассона в условиях макроскопической плоской нагрузки.
47. Способ по п. 27, в котором упругое твердое тело содержит листовой материал из поликристаллического сплава или монокристаллического сплава, или их обоих.
48. Способ по п. 27, в котором выступы и отверстия расположены в виде рисунка из гексагональных единичных ячеек с одним из выступов в каждой вершине и одним из отверстий в центре каждой из гексагональных единичных ячеек.
49. Способ по п. 27, в котором выступы и отверстия расположены в виде рисунка из квадратных единичных ячеек с одним из отверстий в каждой вершине и одним из выступов в центре каждой из квадратных единичных ячеек.
50. Способ по п. 27, в котором выступы и отверстия расположены в виде рисунка из квадратных единичных ячеек с одним из выступов в каждой вершине и одном из отверстий в центре каждой из квадратных единичных ячеек.
51. Способ по п. 27, в котором выступы и отверстия расположены в виде рисунка из квадратных единичных ячеек с одним из выступов в каждой вершине и одним из отверстий в центре каждой из квадратных единичных ячеек.
52. Способ изготовления ауксетической структуры, включающий:
получение конструктивных параметров для заданных требований к конструкции ауксетической структуры;
определение из полученных конструктивных параметров требуемой пористости компонента для ауксетической структуры;
определение значения максимального допустимого механического напряжения для ауксетической структуры;
определение параметра конструкции прорези для множества прорезей ауксетической структуры на основании, по меньшей мере частично, значения максимального допустимого механического напряжения и заданной пористости компонента;
определение параметра конструкции ямки для множества ямок ауксетической структуры на основании, по меньшей мере частично, значения максимального допустимого механического напряжения и заданной пористости компонента;
определение компоновки прорезей и ямок для единичной ячейки на основании, по меньшей мере частично, значения максимального допустимого механического напряжения и заданной пористости компонента; и
добавление к упругому твердому телу множества прорезей и ямок в соответствии с определенным параметром конструкции прорези, определенным параметром конструкции ямки и определенной компоновкой единичной ячейки.
53. Способ по п. 52, дополнительно включающий определение, из полученных конструктивных параметров, необходимой жесткости ауксетической структуры.
54. Способ по п. 52, дополнительно включающий определение, из полученных конструктивных параметров для заданных требований к конструкции ауксетической структуры, является ли ауксетическая структура подходящей для NPR.
55. Способ по п. 54, в котором ауксетическая структура является подходящей для NPR, если предназначенное применение связано с преобладанием термического напряжения, работает в условиях нагрузки с управляемым смещением или имеет заданное значение для требуемого значения NPR, или любой их комбинацией.
56. Способ по п. 52, дополнительно включающий определение, является ли заданная пористость компонента высокой, средней или нулевой.
57. Способ по п. 56, дополнительно включающий:
если заданная пористость компонента высокая, уменьшение или устранение добавления ямок к упругому твердому телу;
если заданная пористость компонента средняя, добавление дополнительного числа ямок и прорезей к упругому твердому телу; и
если заданная пористость компонента является нулевой, уменьшение или устранение добавления прорезей к упругому твердому телу.
58. Способ по п. 52, дополнительно включающий анализ определенного конструктивного параметра прорези, определенного параметра конструкции ямки и определенной компоновки единичной ячейки перед добавлением прорезей и ямок к упругому твердому телу.
59. Способ по п. 52, дополнительно включающий подгонку поведения с отрицательным коэффициентом Пуассона посредством регулировки параметра конструкции прорези или параметра конструкции ямки.
60. Способ по п. 52, в котором параметр конструкции прорези включает форму, размер, аспектное отношение, или их любую комбинацию для прорезей.
61. Способ по п. 52, в котором параметр конструкции ямки включает форму, размер, глубину или любую их комбинацию для ямок.
62. Способ по п. 52, в котором компоновка единичной ячейки включает рисунок, интервал, отношение или любую их комбинацию.
63. Способ по п. 52, в котором заданные требования к конструкции включают требования к внешней нагрузке, требования теплового демпфирования или их комбинацию.