[发明专利]一种抗冲击曲杆点阵夹层板结构

说明书

本发明公开了一种抗冲击曲杆点阵夹层板结构，将曲杆点阵结构与夹层板结构结合，获得轻质高强、抗冲击能力强的夹层板结构。所述结构由上表板、下表板、曲杆点阵结构芯层组成，所述曲杆点阵结构芯层由单个曲杆子结构在空间延拓而成，单个曲杆子结构由若干个形状相同的曲杆等角度交叉而成，该曲杆点阵结构轻质高强，在冲击荷载作用下具有良好的变形能力和吸能效率，与夹层板结构结合具有较良好的抗弯刚度和抗冲击能力，在航空航天、土木工程、机械制造等领域有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种夹层板结构，特别涉及一种抗冲击曲杆点阵夹层板结构。

背景技术

夹层板结构是一种复合构造的板、壳结构，它的两个表面由很薄的板材做成，中间夹以较轻的夹芯层。前者称为表板,要求强度高；后者称为夹层，要求重量轻。通常夹层结构材料的强度要高于单独的面板材料或芯材刚度、强度，且重量、成本等均低于单一材料，具有优良的比刚度、比强度，因此被广泛应用于建筑、公路运输、轨道交通、航空、传播、风电等领域。

芯层的主要作用是维持上下表板的间距，增大上下表板的惯性矩和抗弯刚度，传统的夹层结构材料芯层主要有硬质泡沫、蜂窝和轻木三种类型，它们的空隙率很小，导致芯层的质量较大，并且在局部冲击荷载作用下，变形能力较差，吸能效率低。为解决上述问题，发明一种空隙率高、变形能力和吸能效率大、轻质高强的夹层结构十分必要。

空间点阵结构材料是一种新型的轻质高强材料，具有较大的空隙率，其比刚度和比强度都大于传统的泡沫材料和蜂窝材料，具有优良的抗变形能力和吸能效率，可以大幅度地减轻芯层的重量，因此可以使用空间点阵结构作为芯层结构，开发一种轻质高强的抗冲击夹层板结构。

传统的直杆空间点阵结构在收到冲击时，由于直杆在弯曲过程中会产生较大的冲击应力，而直杆在变形过程中会产生欧拉屈曲，将会会大幅减弱结构的受力性能。与直杆空间点阵结构相比，曲杆点阵结构在受力过程中会产生相对较小的冲击力峰值，能够对保护对象起到良好的保护作用。

发明内容

技术问题：为解决上述问题，本发明公开了一种将曲杆点阵结构作为芯层的夹层板结构，能够有效降低冲击过程中产生的应力峰值，并且能够有效降低夹层板结构的重量，提高夹层板结构的变形能力和吸能效率，从而获得一种抗冲击性能良好的夹层板结构。

技术方案：为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种抗冲击曲杆点阵夹层板结构，其特征在于：它包括上表板、下表板及曲杆点阵结构芯层，所述曲杆点阵结构芯层由单个曲杆子结构在空间中延拓而成，所述单个曲杆子结构由若干个形状相同的曲杆等角度交叉而成，从而实现曲杆点阵结构作为结构层支撑上下表板，保证了夹层板结构的刚度和强度，并且在冲击荷载作用下，曲杆点阵结构芯层承担主要的剪切应力，通过自身良好的变形能力和吸能效率耗散掉冲击能量，达到抗冲击的目的。

可选的，表板材料可以为金属、非金属或复合材料，如玻璃钢、塑料板、胶合板。

可选的，曲杆点阵结构芯层由单层或多层曲杆点阵结构层构成。

可选的，曲杆点阵结构芯层平面投影可以为网格型、蜂窝型、三角型。

可选的，单个曲杆子结构平面投影可以为正四边形、正六边形、正三角形。

可选的，单个曲杆子结构中曲杆单元线形可为圆弧线、抛物线、悬链线。

可选的，单个曲杆子结构中曲杆单元材料为金属、非金属或复合材料。

可选的，可在芯层的空隙部分填充泡沫金属、泡沫混凝土或泡沫塑料。

有益效果：本发明和其它现有技术相比具有如下优点：