一種類方形蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種蜂窩夾層結(jié)構(gòu)，特別的，本發(fā)明涉及類方形蜂窩夾層結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 夾層結(jié)構(gòu)具有重量輕，比強度高，比剛性好、隔音、隔熱、壽命長、綜合功能突出、外 觀平直度高、不易變形、加工適應(yīng)性好等眾多優(yōu)點，在航空航天、高速列車、船舶、建筑室內(nèi) 外裝飾、體育用品、賽車、輕體房屋等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。一種類蜂窩夾層結(jié)構(gòu)（申請?zhí)?201310521056. 7實審中）在結(jié)構(gòu)上擴展了蜂窩體系，目前方形蜂窩夾層結(jié)構(gòu)設(shè)計與理論分 析已經(jīng)日趨完善，且在某些領(lǐng)域成為廣泛應(yīng)用的一種夾層結(jié)構(gòu)。但是從結(jié)構(gòu)力學(xué)性能上、加 工方法上，方形蜂窩夾層結(jié)構(gòu)并不是最優(yōu)的。一種類方形蜂窩夾層結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)和成形方式 上對現(xiàn)有的蜂窩夾層結(jié)構(gòu)體系作有效補充。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種類方形蜂窩夾層結(jié)構(gòu)，可以在滿足夾層整 體結(jié)構(gòu)剛性的前提下，結(jié)構(gòu)力學(xué)性能更優(yōu)，形狀更加美觀。
[0004] 為解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是以：一種類方形蜂窩夾層結(jié)構(gòu)，其特 征是：該結(jié)構(gòu)橫截面的最小單元為，組成第一直角的互相垂直的第一水平直角邊和第一堅 直直角邊，和組成第二直角的互相垂直的第二水平直角邊和第二堅直直角邊，且兩個呈軸 對稱的直角邊通過膠粘劑膠接在一起。
[0005] 進(jìn)一步擴展的結(jié)構(gòu)為，各個最小單元的各條水平邊與水平邊的自由端點之間連 接，水平連接得到的整體的堅直直邊與下一單元的水平直邊端點連接。
[0006] 所述的第一水平直角邊和第二水平直角邊長度相等，第一堅直直角邊和第二堅直 直角邊長度相等，且水平直角邊的邊長為堅直直角邊邊長的一半。
[0007] 本發(fā)明提供的一種類方形蜂窩夾層結(jié)構(gòu)，可以滿足結(jié)構(gòu)強度和剛性的前提下，使 夾芯的加工過程更為簡單，并且能夠使夾層的結(jié)構(gòu)的重量更輕，實現(xiàn)輕量化設(shè)計。
【附圖說明】
[0008] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：
[0009] 圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)組合的截面示意圖。
[0010] 圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)的力學(xué)等效模型。
[0011] 圖3為本發(fā)明最小單元X方向上的單向拉伸受力結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012] 圖4為本發(fā)明最小單元Y方向上的單向拉伸受力結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013] 圖5為本發(fā)明最小單元受到平面剪切荷載時的受力結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014] 圖6為類方形蜂窩夾層板簡圖。
[0015] 圖7為類方形蜂窩完整平面擴展圖。
[0016] 圖8為一般方形蜂窩平面圖。
【具體實施方式】
[0017] 如圖1，一種類方形蜂窩夾層結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)橫截面的最小受力單元為，互相垂直且 端點連接的第一水平直角邊、第一堅直直角邊和第二水平直角邊、第二堅直直角邊；第一堅 直直角邊與第二堅直直角邊通過膠接連接。
[0018] 進(jìn)一步擴展的結(jié)構(gòu)為，各個最小單元的各條堅直直角邊之間通過膠接連接，水平 直角邊通過直角轉(zhuǎn)角端點連接。
[0019] 所述的水平直角邊1和水平直角邊2長度相同；堅直直角邊1和堅直直角邊2長 度相同；且有水平直角邊的長度為堅直直角邊長度的一半。
[0020] 下面對于上述的結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗算，以進(jìn)一步說明本發(fā)明結(jié)構(gòu)的優(yōu)點。
[0021] 類似于正六邊形的分析，基于夾芯層的微觀結(jié)構(gòu)和整個夾芯層宏觀結(jié)構(gòu)的力學(xué)性 能，建立一個均質(zhì)的正交異型層，與原有夾芯結(jié)構(gòu)具有等同力學(xué)性能的模型，稱之為夾芯結(jié) 構(gòu)力學(xué)等效模型。本文夾層結(jié)構(gòu)等效模型如圖2所示。等效模型能從總體上同時反映夾芯 結(jié)構(gòu)的微觀性能和宏觀性能，能更好的對其進(jìn)行研究。
[0022] 模型使用的前提條件是確定夾芯結(jié)構(gòu)力學(xué)等效模型的彈性常數(shù)，因此Gibson提 出了經(jīng)典的胞元理論。目前，有關(guān)蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)的等效彈性常數(shù)的研究工作絕大部分是在 胞元理論的基礎(chǔ)上展開的。為了便于與常用的夾芯層結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，本文在已有研究的基 礎(chǔ)上，運用傳統(tǒng)的材料力學(xué)與彈性力學(xué)理論知識，對本文提出的類方形蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)的力 學(xué)等效模型進(jìn)行分析與求解。本文的理論分析所用的類方形蜂窩夾芯層結(jié)構(gòu)為雙層膠接結(jié) 構(gòu)。為簡化分析過程，假設(shè)夾芯受力過程中膠接層不出現(xiàn)破壞，則分析中膠接的兩條堅直直 角邊，用厚度為2倍的一條堅直直角邊代替。從微觀力學(xué)的角度看，將蜂窩夾芯層中的"T" 型結(jié)構(gòu)或是能組成蜂窩結(jié)構(gòu)的單元定義為細(xì)胞單元體，簡稱胞元。圖3是本發(fā)明涉及的胞 元，即本發(fā)明的最小單元。
[0023] 一、夾芯在X方向上的等效彈性參數(shù)的推導(dǎo)過程 [0024] 根據(jù)力的平衡條件得：
[0025] 當(dāng)類方形蜂窩力學(xué)分析單元受X方向的應(yīng)力時，有：
[0026] Px= σ xb(h+t) (01)
[0027] 因 t〈〈h 故有
[0028] Px= σ xbh (02)
[0029] 由于在A點、C點處的轉(zhuǎn)角為零，則有
[0030] M = Ma=Mc=O (03)
[0031] 根據(jù)胡克定律，在外力匕的作用下，力學(xué)分析單元壁板AB的軸向拉伸量δ AB為
【主權(quán)項】
1. 一種類方形蜂窩夾層結(jié)構(gòu)，其特征是：該結(jié)構(gòu)橫截面的最小單元為，組成第一直角 的互相垂直的第一水平直角邊（1)和第一堅直直角邊（2)，和組成第二直角的互相垂直的 第二水平直角邊（3)和第二堅直直角邊（4)，且兩個呈軸對稱的直角邊通過膠粘劑膠接在 一起； 進(jìn)一步擴展的結(jié)構(gòu)為，各個最小單元的各條水平邊與水平邊的自由端點之間連接，水 平連接得到的整體的堅直直邊與下一單元的水平直邊端點連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種類方形蜂窩夾層結(jié)構(gòu)，其特征是：所述的第一水平直角 邊（1)和第二水平直角邊（3)長度相等，第一堅直直角邊（2)和第二堅直直角邊（4)長度相 等，且水平直角邊的邊長為堅直直角邊邊長的一半。
【專利摘要】一種類方形蜂窩夾層結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的最小力學(xué)分析單元為組成第一直角的互相垂直的第一水平直角邊和第一豎直直角邊，和組成第二直角的互相垂直的第二水平直角邊和第二豎直直角邊，且兩個呈軸對稱的直角邊通過膠粘劑膠接在一起。進(jìn)一步擴展的結(jié)構(gòu)為左右相鄰的最小力學(xué)分析單元的水平端點連接，及上下相鄰單元的上豎直邊端點與下水平邊端點相連。本發(fā)明提供的一種類方形蜂窩夾層結(jié)構(gòu)，可以在滿足結(jié)構(gòu)使用條件的情況下，使夾層結(jié)構(gòu)的重量更輕，形狀更加美觀。
【IPC分類】G06F17-50
【公開號】CN104699902
【申請?zhí)枴緾N201510113765
【發(fā)明人】李響, 周幼輝, 童冠
【申請人】三峽大學(xué)
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年3月16日