[发明专利]一种嵌套式类蜂窝夹层结构

说明书

为加强传统方形、六边形和类蜂窝结构在横向的承载力，本发明提出一种嵌套式类蜂窝夹层结构。该结构的最小单元是在八边形胞元结构的外层构建方形保护壁,形成嵌套式类蜂窝结构。这种结构在等密度的条件下，不仅使夹层结构的重量更轻，形状美观，而且还能增强侧向抗压能力，防止纵向的结构坍塌，提高稳定性能力。

技术领域

本发明涉及一种夹层结构，尤其涉及一种嵌套式类蜂窝夹层结构。

背景技术

蜂窝夹层结构因其重量轻、高强度、稳定性好等优点被广泛应用于房屋建筑、航空航天、汽车、船舶等领域。为满足不同领域的不同需求，多功能类蜂窝夹层结构是当今社会的发展潮流。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种嵌套式类蜂窝夹层结构，本发明突破传统方形、六边形及类蜂窝夹层结构的构型模式，提出一种由方形-八边形嵌套而成的类蜂窝夹层结构，主要是为了充分利用方形和八边形结构的特点，减小实际应用中的压溃变形，增强结构稳定性。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是以：一种嵌套式类蜂窝夹层结构，该结构横截面的最小单元是在八边形胞元结构的外层构建方形保护壁。

所述八边形胞元结构采用等壁厚的八边形蜂窝结构；所述方形保护壁采用对边等壁厚的四边形结构。

进一步扩展的结构由有对角线的正方形和八边形边长长度一样的长的组合边长构成。

本发明突破传统方形、六边形及类蜂窝夹层结构的构型模式，提出一种由方形-八边形嵌套而成的类蜂窝夹层结构，主要是为了充分利用方形和八边形结构的特点，减小实际应用中的压溃变形，增强结构稳定性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1(a)、(b)、(c)为本发明的整体结构组合的截面示意图。

图2(a)、(b)为本发明结构的力学等效模型。

图3(a)、(b)、(c)为本发明结构分解的标注示意图。

图4(a)、(b)为本发明最小单元x、y方向上的单向拉伸受力结构示意图。

图5(a)、(b)为本发明涉及的胞元结构示意图.

图6(a)、(b)为本发明最小单元受到平面剪切载荷时的受力结构示意图。

图7嵌套式类蜂窝夹层板简图。

具体实施方式

如图1中，一种嵌套式类蜂窝夹层结构，由直角三角形和二分之一八边形边长长度一样的组合边长构成该结构横截面的简单体。

进一步扩展的结构由有对角线的正方形和八边形边长长度一样的长的组合边长构成。其最小单元是在八边形胞元结构的外层构建方形保护壁。

下面对于上述的结构进行验算，以进一步说明本发明结构的优点。

从微观和宏观结构的两个角度综合考虑嵌套式类蜂窝夹层结构力学性能，建立一个与原有夹芯结构具有等同力学性能的模型，即为嵌套式夹芯结构力学等效模型。本发明的等效模型如图2所示。等效模型更方便我们对嵌套式类蜂窝夹芯结构的微观和宏观性能进行研究。

在应用模型前应首先进行嵌套式类蜂窝夹芯结构力学等效模型的弹性常数推导，本文在已有研究的理论基础上，改进Gibson经典胞元理论公式不能直接应用于工程问题的缺陷，考虑类蜂窝夹芯结构胞元壁板的伸缩变形，利用经典梁弯曲理论、胡克定律和基于能量法的等效弹性常数计算方法对嵌套式类蜂窝夹芯结构的力学等效模型进行分析与求解。本发明当中将蜂窝夹芯层每个方形 -八边形嵌套构成的结构单元定义为细胞单元体，简称胞元。图5是本发明涉及的胞元，即本发明的最小单元。