[实用新型]一种类方形蜂窝夹层结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种蜂窝夹层结构，特别的，本实用新型涉及类方形蜂窝夹层结构。

背景技术

夹层结构具有重量轻，比强度高，比刚性好、隔音、隔热、寿命长、综合功能突出、外观平直度高、不易变形、加工适应性好等众多优点，在航空航天、高速列车、船舶、建筑室内外装饰、体育用品、赛车、轻体房屋等领域得到广泛的应用。一种类蜂窝夹层结构(申请号201310521056.7实审中)在结构上扩展了蜂窝体系，目前方形蜂窝夹层结构设计与理论分析已经日趋完善，且在某些领域成为广泛应用的一种夹层结构。但是从结构力学性能上、加工方法上，方形蜂窝夹层结构并不是最优的。一种类方形蜂窝夹层结构，在结构和成形方式上对现有的蜂窝夹层结构体系作有效补充。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种类方形蜂窝夹层结构，可以在满足夹层整体结构刚性的前提下，结构力学性能更优，形状更加美观。

为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案是以：一种类方形蜂窝夹层结构，其特征是：该结构横截面的最小单元为，组成第一直角的互相垂直的第一水平直角边和第一竖直直角边，和组成第二直角的互相垂直的第二水平直角边和第二竖直直角边，且两个呈轴对称的直角边通过胶粘剂胶接在一起。

进一步扩展的结构为，各个最小单元的各条水平边与水平边的自由端点之间连接，水平连接得到的整体的竖直直边与下一单元的水平直边端点连接。

所述的第一水平直角边和第二水平直角边长度相等，第一竖直直角边和第二竖直直角边长度相等，且水平直角边的边长为竖直直角边边长的一半。

本实用新型提供的一种类方形蜂窝夹层结构，可以满足结构强度和刚性的前提下，使夹芯的加工过程更为简单，并且能够使夹层的结构的重量更轻，实现轻量化设计。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本发明的整体结构组合的截面示意图。

图2-1和2-2为本发明结构的力学等效模型。

图3-1和3-2为本发明最小单元X方向上的单向拉伸受力结构示意图。

图4-1和4-2为本发明最小单元Y方向上的单向拉伸受力结构示意图。

图5-1和5-2为本发明最小单元受到平面剪切荷载时的受力结构示意图。

图6为类方形蜂窝夹层板简图。

图7为类方形蜂窝完整平面扩展图。

图8为一般方形蜂窝平面图。

具体实施方式

如图1，一种类方形蜂窝夹层结构，该结构横截面的最小受力单元为，互相垂直且端点连接的第一水平直角边、第一竖直直角边和第二水平直角边、第二竖直直角边；第一竖直直角边与第二竖直直角边通过胶接连接。

进一步扩展的结构为，各个最小单元的各条竖直直角边之间通过胶接连接，水平直角边通过直角转角端点连接。

所述的水平直角边1和水平直角边2长度相同；竖直直角边1和竖直直角边2长度相同；且有水平直角边的长度为竖直直角边长度的一半。

下面对于上述的结构进行验算，以进一步说明本实用新型结构的优点。

类似于正六边形的分析，基于夹芯层的微观结构和整个夹芯层宏观结构的力学性能，建立一个均质的正交异型层，与原有夹芯结构具有等同力学性能的模型，称之为夹芯结构力学等效模型。本文夹层结构等效模型如图2-1和2-2所示。等效模型能从总体上同时反映夹芯结构的微观性能和宏观性能，能更好的对其进行研究。

模型使用的前提条件是确定夹芯结构力学等效模型的弹性常数，因此Gibson提出了经典的胞元理论。目前，有关蜂窝夹芯结构的等效弹性常数的研究工作绝大部分是在胞元理论的基础上展开的。为了便于与常用的夹芯层结构进行比较，本文在已有研究的基础上，运用传统的材料力学与弹性力学理论知识，对本文提出的类方形蜂窝夹芯结构的力学等效模型进行分析与求解。本文的理论分析所用的类方形蜂窝夹芯层结构为双层胶接结构。为简化分析过程，假设夹芯受力过程 中胶接层不出现破坏，则分析中胶接的两条竖直直角边，用厚度为2倍的一条竖直直角边代替。从微观力学的角度看，将蜂窝夹芯层中的“T”型结构或是能组成蜂窝结构的单元定义为细胞单元体，简称胞元。图3-1和3-2是本实用新型涉及的胞元，即本实用新型的最小单元。

一、夹芯在X方向上的等效弹性参数的推导过程

根据力的平衡条件得：

当类方形蜂窝力学分析单元受X方向的应力时，有：