[发明专利]一种蜂窝状正六边形点阵材料结构

说明书

本发明公开了一种蜂窝状正六边形点阵材料结构，通过正六边形单胞结构空间延拓布置形成。正六边形单胞结构是由杆件连接正六边形节点构成的全三角点阵结构，属于拉伸主导型材料，有效提升了材料的冲击性能和吸能特性。所述的单胞沿x方向复制一定次数后沿y方向呈“ABAB”蜂窝状延拓布置而成蜂窝状正六边形点阵材料。本发明公开的蜂窝状正六边形点阵材料面内承压能力强，具有良好的抗弯性能，较大的抗冲击变形能力和较高的冲击能量吸收率，且不需增加上下面板即可对空间进行填充或加固。

技术领域

本发明属于工程结构技术领域，具体涉及一种稳固、耐压的新型蜂窝状正六边形点阵材料结构。

背景技术

点阵材料是由结点和连接杆件组成的多孔材料，具有轻质、高强、吸能，以及高效散热、隔热、隔声等特性，常见的拓扑构型有四面体、金字塔和3D-Kagome等。针对特定的应用背景，可以通过控制点阵材料的结构来调整点阵的多功能特性，因此点阵材料作为轻量化工业构件和骨支架在航天航空、组织工程等领域中广泛应用。

正六边形点阵材料面内承载能力较弱，冲击变形能力较差，冲击能量吸收率较低，变形很大，属于弯曲主导型材料。针对上述问题，发明一种耐撞抗冲击、抗压吸能、稳定性好的正六边形点阵材料十分有必要。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种更高质量效率、稳定的蜂窝状正六边形点阵材料结构，能提高点阵材料的面内承载能力和冲击能量吸收率。

技术方案：一种蜂窝状正六边形点阵材料结构，取单胞结构作为说明对象：单胞上下面均为正六边形，用杆件分别连接正六边形的对角线，这样的目的是提高正六边形的面内承载能力，此时六边形平面均分为六个三角形，存在七个节点，再通过七根杆件分别连接上下面各节点。单胞与单胞之间的连接通过单胞间节点进行连接。

所述的正六边形单胞，沿x，y，z方向的投影平面均由三角形拼凑而成，为全三角点阵材料，其为拉伸主导型材料。

所述的蜂窝状正六边形点阵材料结构由上述正六边形单胞呈“ABAB”排列形成蜂窝状点阵材料结构，提高材料结构强度。

有益效果：

1、本发明通过单胞内设置的杆件，使得单胞由三角形点阵连接而成，为全三角点阵材料，单胞内杆件为拉伸主导的构件，其具有高比强度、高比刚度，具有更好的质量效率，且三角形结构稳定性好。

2、本发明通过单胞与单胞之间的连接形成蜂窝状正六边形点阵材料结构，密合度高，具有良好的抗弯性能。

3、本发明不需增加上下面板即可对空间进行填充或加固。

附图说明

图1为正六边形单胞的俯视图。

图2为正六边形单胞的左视图。

图3为正六边形单胞的正视图。

图4为正六边形单胞的立体图。

图5为蜂窝状正六边形点阵材料结构的俯视图。

图6为蜂窝状正六边形点阵材料结构的立体图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1－图4所示，本发明提供的正六边形单胞结构，单胞在x，y和z方向的投影均由三角形组合而成，包括25根杆件，杆件连接正六边形节点构成全三角点阵材料。

如图5所示，本发明提供的蜂窝状正六边形点阵材料结构为一个单胞沿x方向复制一定次数后沿y方向呈“ABAB”延拓布置形成。

如图6所示，本发明提供的蜂窝状正六边形点阵材料结构的单胞与单胞之间节点处的连接杆件数目超过6个，属于拉伸主导型材料，实现正六边形点阵材料轻质高强，耐冲击且具有较强的变形吸收功能。