Изобретение относится к области механических метаматериалов и представляет собой пространственные дискретные структуры, состоящие из ячеек, чьи конфигурации являются усовершенствованными модификациями ячеек Браве известных сингоний. Термином «метаматериал» в научной литературе по механике (Zheng X., Lee Н., Weisgraber Т.Н. et al. Ultralight, ultrastiff mechanical metamaterials // Science, 2014. T. 344. №6190. C. 1373-1377; Florijn В., Coulais C., van Hecke M. Programmable mechanical metamaterials // Physical review letters, 2014. Т. 113. №17. C. 175503; Lee J. H., Singer J. P., Thomas E. L. Micro-/nanostructured mechanical metamaterials // Advanced materials, 2012. T. 24. №36. C. 4782-4810) называют метаструктуры, свойства которых зависят от конфигурации твердого тела, дискретности структуры и характеристик используемого материала. Определяющими свойствами являются конфигурация и дискретность, поскольку две различные по механическим свойствам метаструктуры могут быть изготовлены из одного материала при одинаковой массе, форме и объеме структуры по внешней поверхности. Изобретение предназначено в качестве каркаса конструкционных деталей разных отраслей машиностроения, включая авиакосмическую, робототехническую, автомобильную и сельскохозяйственную отрасли, а также медицинских имплантатов для вживления в костную структуру, поскольку имеет высокое сходство с трабекулярной структурой кости.
Известна из патента на изобретение легкая трехмерная проволочная конструкция и способ ее изготовления DE 102008063289.9 от 30.12.2008 (WO 2010/075853 А1 от 08.07.2010). Данное изобретение представляет собой трехмерную структуру из ячеек нескольких конфигураций, которые образуются от закономерных соединений спиральных проволок преимущественно путем скрещения, в некоторых соединениях используют технологию склеивания. Геометрическая форма проволок может различаться, также для них предусмотрено круглое или многоугольное поперечное сечение, которое имеет сплошное или полое строение. Проволоки состоят из металлических или неметаллических материалов.
Недостатками данной проволочной конструкции являются: соединения проволок посредством скрещения, которые не обеспечивают высокую жесткость конструкции ввиду низкого модуля упругости, что ограничивает ее применимость в качестве конструкционного материала, а также исключает повышенную прочность и устойчивость к разрушению при сниженной массе; особенность изготовления конструкции, которая не предусматривает аддитивную 3D-печать из порошковых материалов, что исключает ее применимость в качестве каркаса сложных оболочечных форм.
Наиболее близким аналогом метаструктуры на основе модифицированных ячеек Браве являются пористые структуры имплантатов, известные из патента на изобретение US 61/235,269 от 19.08.2009 (WO 2011/022560 А1 от 24.02.2011). Данное изобретение представляет собой трехмерные структуры из ячеек, конфигурации которых построены путем соединения несущих ветвей с двумя краями, которые формируют грани каркасов простейших или сложных многогранников, а также обладают изогнутой и/или прямой формой, при этом ячейки соединены посредством общих граней, а поперечное сечение ветвей выполнено в виде многоугольной формы с постоянной или переменной площадью и сплошным строением, а структура изготовлена из материала, выбранного из группы: металл, полимер, керамика, стекло, композит, либо их комбинации.
Недостатками данных пористых структур являются: отсутствие внутренних связей в конфигурациях ячеек на базе параллелепипеда, что значительно снижает жесткость и прочность структур; многоугольная форма поперечного сечения ветвей, которая не предусматривает простейшие и сложные криволинейные и криволинейно-прямолинейные формы поперечного сечения ветвей, тем самым сокращая группу пористых структур с индивидуальными механическими свойствами; поперечное сечение ветвей со сплошным строением, которое ограничивает эффективное распределение материала в структурных ячейках, тем самым снижая жесткость, прочность и устойчивость к разрушению при сниженной массе.
Техническим результатом изобретения является создание метаструктуры с улучшенными механическими и объемно-массовыми характеристиками при достижении следующих результатов: высокий модуль упругости, низкая относительная плотность, высокая прочность и устойчивость к разрушению при сниженной массе.
Достижение технического результата обеспечивается пространственной дискретной структурой из ячеек, конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с одинаковой или переменной площадью, а структура изготовлена из материала, выбранного из группы: металл, полимер, керамика, стекло, композит, либо их комбинации, отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются, при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии противоположные вершины или середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья, при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены или удалены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде криволинейной или многоугольной либо криволинейно-прямолинейной формы, при этом поперечное сечение прутьев содержит сплошное или полое строение;
В соответствии с одним из вариантов, метаструктура состоит из материала с изотропными или анизотропными свойствами.
Сущность изобретения иллюстрируется графическими изображениями.
На фиг. 1 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с одинаковой площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют противоположные вершины, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, при этом поперечное сечение прутьев с криволинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 2 - поперечное сечение прутьев с криволинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 3 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с одинаковой площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, при этом поперечное сечение прутьев с криволинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 4 - поперечное сечение прутьев с криволинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 5 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с одинаковой площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют противоположные вершины, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, при этом поперечное сечение прутьев с криволинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 6 - поперечное сечение прутьев с криволинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 7 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с одинаковой площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, при этом поперечное сечение прутьев с криволинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 8 - поперечное сечение прутьев с криволинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 9 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с переменной площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют противоположные вершины, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, при этом поперечное сечение прутьев с криволинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 10 - поперечное сечение прутьев с большей площадью, криволинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 11 - поперечное сечение прутьев с меньшей площадью, криволинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 12 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с переменной площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, при этом поперечное сечение прутьев с криволинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 13 - поперечное сечение прутьев с большей площадью, криволинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 14 - поперечное сечение прутьев с меньшей площадью, криволинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 15 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с переменной площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют противоположные вершины, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, при этом поперечное сечение прутьев с криволинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 16 - поперечное сечение прутьев с большей площадью, криволинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 17 - поперечное сечение прутьев с меньшей площадью, криволинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 18 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с переменной площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, при этом поперечное сечение прутьев с криволинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 19 - поперечное сечение прутьев с большей площадью, криволинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 20 - поперечное сечение прутьев с меньшей площадью, криволинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 21 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с одинаковой площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют противоположные вершины, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, при этом поперечное сечение прутьев с многоугольной формой и сплошным строением.
На фиг. 22 - поперечное сечение прутьев с многоугольной формой и сплошным строением.
На фиг. 23 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с одинаковой площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, при этом поперечное сечение прутьев с многоугольной формой и сплошным строением.
На фиг. 24 - поперечное сечение прутьев с многоугольной формой и сплошным строением.
На фиг. 25 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с одинаковой площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют противоположные вершины, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, при этом поперечное сечение прутьев с многоугольной формой и сплошным строением.
На фиг. 26 - поперечное сечение прутьев с многоугольной формой и сплошным строением.
На фиг. 27 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с одинаковой площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, при этом поперечное сечение прутьев с многоугольной формой и сплошным строением.
На фиг. 28 - поперечное сечение прутьев с многоугольной формой и сплошным строением.
На фиг. 29 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с переменной площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют противоположные вершины, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, при этом поперечное сечение прутьев с многоугольной формой и сплошным строением.
На фиг. 30 - поперечное сечение прутьев с большей площадью, многоугольной формой и сплошным строением.
На фиг. 31 - поперечное сечение прутьев с меньшей площадью, многоугольной формой и сплошным строением.
На фиг. 32 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с переменной площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, при этом поперечное сечение прутьев с многоугольной формой и сплошным строением.
На фиг. 33 - поперечное сечение прутьев с большей площадью, многоугольной формой и сплошным строением.
На фиг. 34 - поперечное сечение прутьев с меньшей площадью, многоугольной формой и сплошным строением.
На фиг. 35 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с переменной площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют противоположные вершины, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, при этом поперечное сечение прутьев с многоугольной формой и сплошным строением.
На фиг. 36 - поперечное сечение прутьев с большей площадью, многоугольной формой и сплошным строением.
На фиг. 37 - поперечное сечение прутьев с меньшей площадью, многоугольной формой и сплошным строением.
На фиг. 38 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с переменной площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, при этом поперечное сечение прутьев с многоугольной формой и сплошным строением.
На фиг. 39 - поперечное сечение прутьев с большей площадью, многоугольной формой и сплошным строением.
На фиг. 40 - поперечное сечение прутьев с меньшей площадью, многоугольной формой и сплошным строением.
На фиг. 41 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с одинаковой площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют противоположные вершины, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, при этом поперечное сечение прутьев с криволинейно-прямолинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 42 - поперечное сечение прутьев с криволинейно-прямолинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 43 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с одинаковой площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, при этом поперечное сечение прутьев с криволинейно-прямолинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 44 - поперечное сечение прутьев с криволинейно-прямолинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 45 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с одинаковой площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют противоположные вершины, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, при этом поперечное сечение прутьев с криволинейно-прямолинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 46 - поперечное сечение прутьев с криволинейно-прямолинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 47 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с одинаковой площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, при этом поперечное сечение прутьев с криволинейно-прямолинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 48 - поперечное сечение прутьев с криволинейно-прямолинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 49 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с переменной площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют противоположные вершины, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, при этом поперечное сечение прутьев с криволинейно-прямолинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 50 - поперечное сечение прутьев с большей площадью, криволинейно-прямолинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 51 - поперечное сечение прутьев с меньшей площадью, криволинейно-прямолинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 52 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с переменной площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, при этом поперечное сечение прутьев с криволинейно-прямолинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 53 - поперечное сечение прутьев с большей площадью, криволинейно-прямолинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 54 - поперечное сечение прутьев с меньшей площадью, криволинейно-прямолинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 55 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с переменной площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют противоположные вершины, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, при этом поперечное сечение прутьев с криволинейно-прямолинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 56 - поперечное сечение прутьев с большей площадью, криволинейно-прямолинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 57 - поперечное сечение прутьев с меньшей площадью, криволинейно-прямолинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 58 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с переменной площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, при этом поперечное сечение прутьев с криволинейно-прямолинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 59 - поперечное сечение прутьев с большей площадью, криволинейно-прямолинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 60 - поперечное сечение прутьев с меньшей площадью, криволинейно-прямолинейной формой и сплошным строением.
На фиг. 61 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с одинаковой площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют противоположные вершины, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, при этом поперечное сечение прутьев с криволинейной формой и полым строением.
На фиг. 62 - поперечное сечение прутьев с криволинейной формой и полым строением.
На фиг. 63 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с одинаковой площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, при этом поперечное сечение прутьев с криволинейной формой и полым строением.
На фиг. 64 - поперечное сечение прутьев с криволинейной формой и полым строением.
На фиг. 65 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с одинаковой площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют противоположные вершины, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, при этом поперечное сечение прутьев с криволинейной формой и полым строением.
На фиг. 66 - поперечное сечение прутьев с криволинейной формой и полым строением.
На фиг. 67 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с одинаковой площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, при этом поперечное сечение прутьев с криволинейной формой и полым строением.
На фиг. 68 - поперечное сечение прутьев с криволинейной формой и полым строением.
На фиг. 69 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с переменной площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют противоположные вершины, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, при этом поперечное сечение прутьев с криволинейной формой и полым строением.
На фиг. 70 - поперечное сечение прутьев с большей площадью, криволинейной формой и полым строением.
На фиг. 71 - поперечное сечение прутьев с меньшей площадью, криволинейной формой и полым строением.
На фиг. 72 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с переменной площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, при этом поперечное сечение прутьев с криволинейной формой и полым строением.
На фиг. 73 - поперечное сечение прутьев с большей площадью, криволинейной формой и полым строением.
На фиг. 74 - поперечное сечение прутьев с меньшей площадью, криволинейной формой и полым строением.
На фиг. 75 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с переменной площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют противоположные вершины, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, при этом поперечное сечение прутьев с криволинейной формой и полым строением.
На фиг. 76 - поперечное сечение прутьев с большей площадью, криволинейной формой и полым строением.
На фиг. 77 - поперечное сечение прутьев с меньшей площадью, криволинейной формой и полым строением.
На фиг. 78 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с переменной площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, при этом поперечное сечение прутьев с криволинейной формой и полым строением.
На фиг. 79 - поперечное сечение прутьев с большей площадью, криволинейной формой и полым строением.
На фиг. 80 - поперечное сечение прутьев с меньшей площадью, криволинейной формой и полым строением.
На фиг. 81 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с одинаковой площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют противоположные вершины, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, при этом поперечное сечение прутьев с многоугольной формой и полым строением.
На фиг. 82 - поперечное сечение прутьев с многоугольной формой и полым строением.
На фиг. 83 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с одинаковой площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, при этом поперечное сечение прутьев с многоугольной формой и полым строением.
На фиг. 84 - поперечное сечение прутьев с многоугольной формой и полым строением.
На фиг. 85 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с одинаковой площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют противоположные вершины, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, при этом поперечное сечение прутьев с многоугольной формой и полым строением.
На фиг. 86 - поперечное сечение прутьев с многоугольной формой и полым строением.
На фиг. 87 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с одинаковой площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, при этом поперечное сечение прутьев с многоугольной формой и полым строением.
На фиг. 88 - поперечное сечение прутьев с многоугольной формой и полым строением.
На фиг. 89 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с переменной площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют противоположные вершины, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, при этом поперечное сечение прутьев с многоугольной формой и полым строением.
На фиг. 90 - поперечное сечение прутьев с большей площадью, многоугольной формой и полым строением.
На фиг. 91 - поперечное сечение прутьев с меньшей площадью, многоугольной формой и полым строением.
На фиг. 92 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с переменной площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, при этом поперечное сечение прутьев с многоугольной формой и полым строением.
На фиг. 93 - поперечное сечение прутьев с большей площадью, многоугольной формой и полым строением.
На фиг. 94 - поперечное сечение прутьев с меньшей площадью, многоугольной формой и полым строением.
На фиг. 95 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с переменной площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют противоположные вершины, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, при этом поперечное сечение прутьев с многоугольной формой и полым строением.
На фиг. 96 - поперечное сечение прутьев с большей площадью, многоугольной формой и полым строением.
На фиг. 97 - поперечное сечение прутьев с меньшей площадью, многоугольной формой и полым строением.
На фиг. 98 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с переменной площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, при этом поперечное сечение прутьев с многоугольной формой и полым строением.
На фиг. 99 - поперечное сечение прутьев с большей площадью, многоугольной формой и полым строением.
На фиг. 100 - поперечное сечение прутьев с меньшей площадью, многоугольной формой и полым строением.
На фиг. 101 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с одинаковой площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют противоположные вершины, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, при этом поперечное сечение прутьев с криволинейно-прямолинейной формой и полым строением.
На фиг. 102 - поперечное сечение прутьев с криволинейно-прямолинейной формой и полым строением.
На фиг. 103 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с одинаковой площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, при этом поперечное сечение прутьев с криволинейно-прямолинейной формой и полым строением.
На фиг. 104 - поперечное сечение прутьев с криволинейно-прямолинейной формой и полым строением.
На фиг. 105 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с одинаковой площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют противоположные вершины, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, при этом поперечное сечение прутьев с криволинейно-прямолинейной формой и полым строением.
На фиг. 106 - поперечное сечение прутьев с криволинейно-прямолинейной формой и полым строением.
На фиг. 107 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с одинаковой площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, при этом поперечное сечение прутьев с криволинейно-прямолинейной формой и полым строением.
На фиг. 108 - поперечное сечение прутьев с криволинейно-прямолинейной формой и полым строением.
На фиг. 109 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с переменной площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют противоположные вершины, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, при этом поперечное сечение прутьев с криволинейно-прямолинейной формой и полым строением.
На фиг. 110 - поперечное сечение прутьев с большей площадью, криволинейно-прямолинейной формой и полым строением.
На фиг. 111 - поперечное сечение прутьев с меньшей площадью, криволинейно-прямолинейной формой и полым строением.
На фиг. 112 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с переменной площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, при этом поперечное сечение прутьев с криволинейно-прямолинейной формой и полым строением.
На фиг. 113 - поперечное сечение прутьев с большей площадью, криволинейно-прямолинейной формой и полым строением.
На фиг. 114 - поперечное сечение прутьев с меньшей площадью, криволинейно-прямолинейной формой и полым строением.
На фиг. 115 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с переменной площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют противоположные вершины, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, при этом поперечное сечение прутьев с криволинейно-прямолинейной формой и полым строением.
На фиг. 116 - поперечное сечение прутьев с большей площадью, криволинейно-прямолинейной формой и полым строением.
На фиг. 117 - поперечное сечение прутьев с меньшей площадью, криволинейно-прямолинейной формой и полым строением.
На фиг. 118 - метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве с переменной площадью поперечного сечения прутьев на гранях и внутри ячеек на базе параллелепипеда, при этом внутренние прутья ячеек соединяют середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, при этом поперечное сечение прутьев с криволинейно-прямолинейной формой и полым строением.
На фиг. 119 - поперечное сечение прутьев с большей площадью, криволинейно-прямолинейной формой и полым строением.
На фиг. 120 - поперечное сечение прутьев с меньшей площадью, криволинейно-прямолинейной формой и полым строением.
На фиг. 121 - закрепленная и нагруженная грани метаструктуры на основе модифицированных ячеек Браве.
На фиг. 122 - известная структура из уровня техники на базе параллелепипеда.
На фиг. 123 - диаграмма разрушения известной структуры из уровня техники и метаструктуры на основе модифицированных ячеек Браве.
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 1), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с одинаковой площадью (фиг. 1, поз. 1), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 1, поз. 2), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии противоположные вершины (фиг. 1, поз. 3), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде криволинейной формы (фиг. 2), при этом поперечное сечение прутьев содержит сплошное строение (фиг. 2, поз. 4).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 3), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с одинаковой площадью (фиг. 3, поз. 5), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 3, поз. 6), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья (фиг. 3, поз. 7), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде криволинейной формы (фиг. 4), при этом поперечное сечение прутьев содержит сплошное строение (фиг. 4, поз. 8).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 5), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с одинаковой площадью (фиг. 5, поз. 9), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 5, поз. 10), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии противоположные вершины (фиг. 5, поз. 11), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде криволинейной формы (фиг. 6), при этом поперечное сечение прутьев содержит сплошное строение (фиг. 6, поз. 12).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 7), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с одинаковой площадью (фиг. 7, поз. 13), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 7, поз. 14), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья (фиг. 7, поз. 15), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде криволинейной формы (фиг. 8), при этом поперечное сечение прутьев содержит сплошное строение (фиг. 8, поз. 16).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 9), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с переменной площадью (фиг. 9, поз. 17), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 9, поз. 18), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии противоположные вершины (фиг. 9, поз. 19), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде криволинейной формы (фиг. 10, 11), при этом поперечное сечение прутьев содержит сплошное строение (фиг. 10, поз. 20, фиг. 11, поз. 20).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 12), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с переменной площадью (фиг. 12, поз. 21), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 12, поз. 22), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья (фиг. 12, поз. 23), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде криволинейной формы (фиг. 13, 14), при этом поперечное сечение прутьев содержит сплошное строение (фиг. 13, поз. 24, фиг. 14, поз. 24).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 15), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с переменной площадью (фиг. 15, поз. 25), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 15, поз. 26), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии противоположные вершины (фиг. 15, поз. 27), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде криволинейной формы (фиг. 16, 17), при этом поперечное сечение прутьев содержит сплошное строение (фиг. 16, поз. 28, фиг. 17, поз. 28).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 18), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с переменной площадью (фиг. 18, поз. 29), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 18, поз. 30), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья (фиг. 18, поз. 31), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде криволинейной формы (фиг. 19, 20), при этом поперечное сечение прутьев содержит сплошное строение (фиг. 19, поз. 32, фиг. 20, поз. 32).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 21), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с одинаковой площадью (фиг. 21, поз. 33), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 21, поз. 34), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии противоположные вершины (фиг. 21, поз. 35), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде многоугольной формы (фиг. 22), при этом поперечное сечение прутьев содержит сплошное строение (фиг. 22, поз. 36).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 23), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с одинаковой площадью (фиг. 23, поз. 37), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 23, поз. 38), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья (фиг. 23, поз. 39), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде многоугольной формы (фиг. 24), при этом поперечное сечение прутьев содержит сплошное строение (фиг. 24, поз. 40).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 25), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с одинаковой площадью (фиг. 25, поз. 41), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 25, поз. 42), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии противоположные вершины (фиг. 25, поз. 43), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде многоугольной формы (фиг. 26), при этом поперечное сечение прутьев содержит сплошное строение (фиг. 26, поз. 44).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 27), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с одинаковой площадью (фиг. 27, поз. 45), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 27, поз. 46), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья (фиг. 27, поз. 47), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде многоугольной формы (фиг. 28), при этом поперечное сечение прутьев содержит сплошное строение (фиг. 28, поз. 48).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 29), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с переменной площадью (фиг. 29, поз. 49), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 29, поз. 50), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии противоположные вершины (фиг. 29, поз. 51), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде многоугольной формы (фиг. 30,31), при этом поперечное сечение прутьев содержит сплошное строение (фиг. 30, поз. 52, фиг. 31, поз. 52).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 32), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с переменной площадью (фиг. 32, поз. 53), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 32, поз. 54), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья (фиг. 32, поз. 55), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде многоугольной формы (фиг. 33, 34), при этом поперечное сечение прутьев содержит сплошное строение (фиг. 33, поз. 56, фиг. 34, поз. 56).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 35), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с переменной площадью (фиг. 35, поз. 57), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 35, поз. 58), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии противоположные вершины (фиг. 35, поз. 59), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде многоугольной формы (фиг. 36, 37), при этом поперечное сечение прутьев содержит сплошное строение (фиг. 36, поз. 60, фиг. 37, поз. 60).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 38), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с переменной площадью (фиг. 38, поз. 61), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 38, поз. 62), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья (фиг. 38, поз. 63), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде многоугольной формы (фиг. 39, 40), при этом поперечное сечение прутьев содержит сплошное строение (фиг. 39, поз. 64, фиг. 40, поз. 64).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 41), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с одинаковой площадью (фиг. 41, поз. 65), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 41, поз. 66), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии противоположные вершины (фиг. 41, поз. 67), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде криволинейно-прямолинейной формы (фиг. 42), при этом поперечное сечение прутьев содержит сплошное строение (фиг. 42, поз. 68).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 43), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с одинаковой площадью (фиг. 43, поз. 69), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 43, поз. 70), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья (фиг. 43, поз. 71), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде криволинейно-прямолинейной формы (фиг. 44), при этом поперечное сечение прутьев содержит сплошное строение (фиг. 44, поз. 72).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 45), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с одинаковой площадью (фиг. 45, поз. 73), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 45, поз. 74), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии противоположные вершины (фиг. 45, поз. 75), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде криволинейно-прямолинейной формы (фиг. 46), при этом поперечное сечение прутьев содержит сплошное строение (фиг. 46, поз. 76).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 47), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с одинаковой площадью (фиг. 47, поз. 77), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 47, поз. 78), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья (фиг. 47, поз. 79), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде криволинейно-прямолинейной формы (фиг. 48), при этом поперечное сечение прутьев содержит сплошное строение (фиг. 48, поз. 80).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 49), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с переменной площадью (фиг. 49, поз. 81), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 49, поз. 82), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии противоположные вершины (фиг. 49, поз. 83), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде криволинейно-прямолинейной формы (фиг. 50, 51), при этом поперечное сечение прутьев содержит сплошное строение (фиг. 50, поз. 84, фиг. 51, поз. 84).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 52), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с переменной площадью (фиг. 52, поз. 85), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 52, поз. 86), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья (фиг. 52, поз. 87), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде криволинейно-прямолинейной формы (фиг. 53,54), при этом поперечное сечение прутьев содержит сплошное строение (фиг. 53, поз. 88, фиг. 54, поз. 88).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 55), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с переменной площадью (фиг. 55, поз. 89), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 55, поз. 90), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии противоположные вершины (фиг. 55, поз. 91), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде криволинейно-прямолинейной формы (фиг. 56,57), при этом поперечное сечение прутьев содержит сплошное строение (фиг. 56, поз. 92, фиг. 57, поз. 92).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 58), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с переменной площадью (фиг. 58, поз. 93), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 58, поз. 94), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья (фиг. 58, поз. 95), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде криволинейно-прямолинейной формы (фиг. 59,60), при этом поперечное сечение прутьев содержит сплошное строение (фиг. 59, поз. 96, фиг. 60, поз. 96).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 61), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с одинаковой площадью (фиг. 61, поз. 97), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 61, поз. 98), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии противоположные вершины (фиг. 61, поз. 99), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде криволинейной формы (фиг. 62), при этом поперечное сечение прутьев содержит полое строение (фиг. 62, поз. 100).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 63), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с одинаковой площадью (фиг. 63, поз. 101), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 63, поз. 102), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья (фиг. 63, поз. 103), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде криволинейной формы (фиг. 64), при этом поперечное сечение прутьев содержит полое строение (фиг. 64, поз. 104).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 65), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с одинаковой площадью (фиг. 65, поз. 105), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 65, поз. 106), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии противоположные вершины (фиг. 65, поз. 107), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде криволинейной формы (фиг. 66), при этом поперечное сечение прутьев содержит полое строение (фиг. 66, поз. 108).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 67), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с одинаковой площадью (фиг. 67, поз. 109), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 67, поз. 110), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья (фиг. 67, поз. 111), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде криволинейной формы (фиг. 68), при этом поперечное сечение прутьев содержит полое строение (фиг. 68, поз. 112).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 69), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с переменной площадью (фиг. 69, поз. 113), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 69, поз. 114), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии противоположные вершины (фиг. 69, поз. 115), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде криволинейной формы (фиг. 70,71), при этом поперечное сечение прутьев содержит полое строение (фиг. 70, поз. 116, фиг. 71, поз. 116).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 72), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с переменной площадью (фиг. 72, поз. 117), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 72, поз. 118), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья (фиг. 72, поз. 119), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде криволинейной формы (фиг. 73, 74), при этом поперечное сечение прутьев содержит полое строение (фиг. 73, поз. 120, фиг. 74, поз. 120).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 75), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с переменной площадью (фиг. 75, поз. 121), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 75, поз. 122), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии противоположные вершины (фиг. 75, поз. 123), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде криволинейной формы (фиг. 76, 77), при этом поперечное сечение прутьев содержит полое строение (фиг. 76, поз. 124, фиг. 77, поз. 124).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 78), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с переменной площадью (фиг. 78, поз. 125), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 78, поз. 126), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья (фиг. 78, поз. 127), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде криволинейной формы (фиг. 79, 80), при этом поперечное сечение прутьев содержит полое строение (фиг. 79, поз. 128, фиг. 80, поз. 128).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 81), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с одинаковой площадью (фиг. 81, поз. 129), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 81, поз. 130), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии противоположные вершины (фиг. 81, поз. 131), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде многоугольной формы (фиг. 82), при этом поперечное сечение прутьев содержит полое строение (фиг. 82, поз. 132).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 83), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с одинаковой площадью (фиг. 83, поз. 133), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 83, поз. 134), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья (фиг. 83, поз. 135), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде многоугольной формы (фиг. 84), при этом поперечное сечение прутьев содержит полое строение (фиг. 84, поз. 136).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 85), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с одинаковой площадью (фиг. 85, поз. 137), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 85, поз. 138), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии противоположные вершины (фиг. 85, поз. 139), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде многоугольной формы (фиг. 86), при этом поперечное сечение прутьев содержит полое строение (фиг. 86, поз. 140).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 87), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с одинаковой площадью (фиг. 87, поз. 141), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 87, поз. 142), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья (фиг. 87, поз. 143), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде многоугольной формы (фиг. 88), при этом поперечное сечение прутьев содержит полое строение (фиг. 88, поз. 144).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 89), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с переменной площадью (фиг. 89, поз. 145), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 89, поз. 146), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии противоположные вершины (фиг. 89, поз. 147), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде многоугольной формы (фиг. 90, 91), при этом поперечное сечение прутьев содержит полое строение (фиг. 90, поз. 148, фиг. 91, поз. 148).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 92), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с переменной площадью (фиг. 92, поз. 149), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 92, поз. 150), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья (фиг. 92, поз. 151), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде многоугольной формы (фиг. 93, 94), при этом поперечное сечение прутьев содержит полое строение (фиг. 93, поз. 152, фиг. 94, поз. 152).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 95), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с переменной площадью (фиг. 95, поз. 153), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 95, поз. 154), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии противоположные вершины (фиг. 95, поз. 155), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде многоугольной формы (фиг. 96, 97), при этом поперечное сечение прутьев содержит полое строение (фиг. 96, поз. 156, фиг. 97, поз. 156).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 98), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с переменной площадью (фиг. 98, поз. 157), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 98, поз. 158), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья (фиг. 98, поз. 159), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде многоугольной формы (фиг. 99, 100), при этом поперечное сечение прутьев содержит полое строение (фиг. 99, поз. 160, фиг. 100, поз. 160).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 101), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с одинаковой площадью (фиг. 101, поз. 161), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 101, поз. 162), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии противоположные вершины (фиг. 101, поз. 163), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде криволинейно-прямолинейной формы (фиг. 102), при этом поперечное сечение прутьев содержит полое строение (фиг. 102, поз. 164).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 103), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с одинаковой площадью (фиг. 103, поз. 165), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 103, поз. 166), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья (фиг. 103, поз. 167), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде криволинейно-прямолинейной формы (фиг. 104), при этом поперечное сечение прутьев содержит полое строение (фиг. 104, поз. 168).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 105), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с одинаковой площадью (фиг. 105, поз. 169), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 105, поз. 170), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии противоположные вершины (фиг. 105, поз. 171), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде криволинейно-прямолинейной формы (фиг. 106), при этом поперечное сечение прутьев содержит полое строение (фиг. 106, поз. 172).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 107), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с одинаковой площадью (фиг. 107, поз. 173), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 107, поз. 174), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья (фиг. 107, поз. 175), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде криволинейно-прямолинейной формы (фиг. 108), при этом поперечное сечение прутьев содержит полое строение (фиг. 108, поз. 176).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 109), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с переменной площадью (фиг. 109, поз. 177), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 109, поз. 178), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии противоположные вершины (фиг. 109, поз. 179), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде криволинейно-прямолинейной формы (фиг. 110, 111), при этом поперечное сечение прутьев содержит полое строение (фиг. 110, поз. 180, фиг. 111, поз. 180).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 112), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с переменной площадью (фиг. 112, поз. 181), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 112, поз. 182), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья (фиг. 112, поз. 183), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде криволинейно-прямолинейной формы (фиг. 113, 114), при этом поперечное сечение прутьев содержит полое строение (фиг. 113, поз. 184, фиг. 114, поз. 184).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 115), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с переменной площадью (фиг. 115, поз. 185), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 115, поз. 186), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии противоположные вершины (фиг. 115, поз. 187), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде криволинейно-прямолинейной формы (фиг. 116, 117), при этом поперечное сечение прутьев содержит полое строение (фиг. 116, поз. 188, фиг. 117, поз. 188).
Пример осуществления изобретения. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек (фиг. 118), конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с переменной площадью (фиг. 118, поз. 189), отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются (фиг. 118, поз. 190), при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья (фиг. 118, поз. 191), при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений удалены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде криволинейно-прямолинейной формы (фиг. 119, 120), при этом поперечное сечение прутьев содержит полое строение (фиг. 119, поз. 192, фиг. 120, поз. 192).
Анизотропные характеристики материала позволяют индивидуально распределить механические свойства ячеек согласно известному типу нагружения, что дополнительно приводит к экономии расходного материала.
В программной среде конечно-элементного анализа АРМ WinMachine 16 ХЕ моделировалось механическое поведение вышеуказанных примеров осуществления метаструктуры на основе модифицированных ячеек Браве. Отрезки прутьев устанавливались как стержневые конечные элементы балочного типа с узлами по краям, такие элементы работают на сжатие/растяжение, изгиб и кручение. Примерам осуществления метаструктуры задана одинаковая масса, относительная плотность которых (соотношение между объемом твердого тела и структуры по внешним граням) составляет 0,2. Расчет производился при учете гипотезы плоских сечений Бернулли, принципа Сен-Венана и геометрической нелинейности. В процессе расчета в конечных элементах определялись напряжения (σ1, σ2, σ3), которые влияют на переход от упругого σу к предельному σпр состоянию. Данные величины обобщались с помощью эквивалентного напряжения σэкв, а оценка прочности осуществлялась путем определения коэффициента запаса через соотношение 
. Метаструктура подвергалась жесткому закреплению с одного торца (фиг. 121, поз. 193) посредством запрета перемещений узлов грани по трем координатам, а к противоположному торцу (фиг. 121, поз. 194) прикладывалась распределенная по узлам грани изгибающая сила. В качестве материала метаструктуры использовалась сталь 09Г2С. Для сравнения смоделирована и аналогично рассчитана известная структура из уровня техники на базе параллелепипеда (фиг. 122). В результате механического анализа показано, что метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве в сравнении с известной структурой из уровня техники при одинаковой массе и габаритах обладает повышенным коэффициентом запаса по прочности при изгибе в среднем на 66%. Криволинейное поперечное сечение позволяет увеличить прочность метаструктуры относительно криволинейно-прямолинейного сечения на 10%. Многоугольное поперечное сечение позволяет увеличить прочность метаструктуры относительно криволинейного сечения на 4%. Формирование полого сечения позволяет увеличить прочность метаструктуры на 5%.
В программной среде конечно-элементного анализа АРМ WinMachine 16 ХЕ также моделировалось разрушение метаструктуры на основе модифицированных ячеек Браве и известной структуры из уровня техники в соответствии с предыдущими условиями расчета. В результате механического анализа построена диаграмма разрушения заявленной метаструктуры (фиг. 123, поз. 195) и структуры из уровня техники (фиг. 123, поз. 196), где ось ординат содержит величины nпр, а на оси абсцисс расположено количество итераций расчета, в каждой из которых со 2-й итерации исключался стержень с максимальными эквивалентными напряжениями. Диаграмма (фиг. 123) показывает, что помимо высокой прочности, модифицированные ячейки Браве повышают нелинейность кривой разрушения. Изменяя дискретность метаструктуры, форму и/или площадь поперечного сечения прутьев при одинаковой массе и конфигурации ячеек, можно варьировать предел прочности и устойчивость к разрушению на этапе проектирования.
Изготовление метаструктуры на основе модифицированных ячеек Браве осуществляется посредством аддитивной печати из порошковых материалов или фотополимерной смолы на 3D-принтерах. Применение метаструктуры эффективно в качестве каркаса конструкционных деталей разных отраслей машиностроения, включая авиакосмическую, робототехническую, автомобильную и сельскохозяйственную отрасли, а также медицинских имплантатов для вживления в костную структуру, поскольку она обладают высоким сходством с трабекулярной структурой кости. Аддитивные технологии также позволяют изготавливать оболочечные детали с каркасом из метаструктуры при необходимой толщине стенки, что представляет собой эффективную альтернативу сборочным технологиям производства в машиностроении разных отраслей промышленности.
Изобретение относится к области механических метаматериалов и предназначено для использования в качестве каркаса конструкционных деталей разных отраслей машиностроения, а также для медицинских имплантатов с целью вживления в трабекулярную структуру кости. Изобретение представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек, конфигурации которых являются усовершенствованными модификациями ячеек Браве известных сингоний. Две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются, при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии противоположные вершины или середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья, а четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены или удалены. Ячейки соединены посредством общих граней, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде криволинейной или многоугольной либо криволинейно-прямолинейной формы, также поперечное сечение прутьев выполнено с одинаковой или переменной площадью и содержит сплошное или полое строение. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве обладает улучшенными механическими и объемно-массовыми характеристиками при достижении следующих результатов: высокий модуль упругости, низкая относительная плотность, высокая прочность и устойчивость к разрушению при сниженной массе. 1 з.п. ф-лы, 123 ил.
1. Метаструктура на основе модифицированных ячеек Браве представляет собой пространственную дискретную структуру из ячеек, конфигурации которых построены путем соединения несущих прутьев, формирующих параллелепипед, а ячейки соединены посредством общих граней, при этом поперечное сечение прутьев выполнено с одинаковой или переменной площадью, а структура изготовлена из материала, выбранного из группы: металл, полимер, керамика, стекло, композит, либо их комбинации, отличающаяся тем, что две параллельные грани параллелепипеда включают прутья, которые соединяют середины параллельных ребер и пересекаются, при этом параллелепипед содержит прутья, соединяющие через центр симметрии противоположные вершины или середины параллельных ребер двух параллельных граней, включающих дополнительные прутья, при этом четыре параллельных ребра параллелепипеда без дополнительных соединений сохранены или удалены, а поперечное сечение прутьев выполнено в виде криволинейной или многоугольной либо криволинейно-прямолинейной формы, при этом поперечное сечение прутьев содержит сплошное или полое строение.
2. Метаструктура по п. 1, отличающаяся тем, что состоит из материала с изотропными или анизотропными свойствами.
| US 9999516 B2 (4WEB, INC.) 08.10.2015 | |||
| WO 2011022560 A1 (SMITH & NEPHEW, INC.) 24.02.2011 | |||
| US 10614176 B2 (HOWMEDICA OSTEONICS CORP | |||
| Способ восстановления хромовой кислоты, в частности для получения хромовых квасцов | 1921 |
|
SU7A1 |
| US 10596660 B2 (HOWMEDICA OSTEONICS CORP.) 24.03.2020 | |||
| US 10368997 B2 (HD LIFESCIENCES LLC) 06.08.2019 | |||
| ПОРИСТАЯ СТРУКТУРА ДЛЯ КОСТНЫХ ИМПЛАНТАТОВ | 2016 |
|
RU2712032C2 |
| US 10500811 B1 (HRL LAB LLC) | |||
