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一种性能可调控多级蜂窝结构及其装配制备方法技术

技术编号:35193339 阅读:51 留言:0更新日期:2022-10-12 18:17
一种性能可调控多级蜂窝结构及其装配制备方法,其特征是它由多个螺纹管(1)、带翼侧板(2)和螺纹压环(3)装配而成;所述的螺纹管(1)、带翼侧板(2)与螺纹压环(3)通过螺纹旋紧/松开形成可拆卸紧固连接;套装在螺纹管(1)上的带翼侧板(2)数量从1~8不等,侧板间的夹角根据工程实际需要灵活调整,之后通过拧紧螺纹压环(3),即可形成所需的拓扑构型。本发明专利技术结构简单、便于加工,可灵活搭配组合出多种基于顶点多级蜂窝拓扑构型。多级蜂窝拓扑构型。多级蜂窝拓扑构型。

【技术实现步骤摘要】
一种性能可调控多级蜂窝结构及其装配制备方法


[0001]本专利技术属于工程结构领域,具体地说是一种性能可调控多级蜂窝结构及其制备方法。

技术介绍

[0002]蜂窝结构因具有密度小、力学性能好、能量吸收能力强等优点广泛应用于航空、航天、交通、船舶、建筑等工程
典型蜂窝结构的拓扑构型主要包括三角形、四边形、六边形、金刚石形、米字形等。因拓扑构型的改变将带来蜂窝结构在力学性能上的显著区别。为进一步提升蜂窝结构的力学性能,以上述拓扑构型为基础,衍生出基于顶点的多级蜂窝结构则表现出更为优异的比刚度和比强度。
[0003]然而,目前的蜂窝结构一旦根据固定的性能需求设计为某一拓扑构型,往往通过一体化成型或压制胶粘等方式制备,形成不可逆的确定结构形式。随着对蜂窝结构研究的深入并不断偏向实用性,结构拓扑构型和结构尺寸的固定必然会限制其在实际工程中的应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有的蜂窝结构固定,不可逆或难以调整而影响实际应用的问题,专利技术一种性能可调控多级蜂窝结构及其制备方法。
[0005]本专利技术的技术方案之一是:
[0006]一种性能可调控多级蜂窝结构,其特征是它由多个螺纹管1、带翼侧板2和螺纹压环3装配而成;所述的螺纹管1、带翼侧板2与螺纹压环3通过螺纹旋紧/松开形成可拆卸紧固连接;套装在螺纹管1上的带翼侧板2数量从1~8不等,侧板间的夹角根据工程实际需要灵活调整,之后通过拧紧螺纹压环(3),即可形成所需的拓扑构型。
[0007]所述的螺纹管1整体为薄壁圆管,总高度为H,中上端有凸缘高度为h0,凸缘的上半段为外螺纹表面高度为h1,凸缘的下半段为圆柱表面高度为h2,则有H=h0+h1+h2;所述的同一螺纹管1上根据拓扑构型要求套装n个带翼侧板2,n为1~8的自然数,分别记为2_1、2_2、2_3、

、2_n,带翼侧板为对称薄板件,左右两翼的圆环与竖直侧板相垂直,分别套装在两个螺纹管上,竖直侧板高度为H与螺纹管1一致,圆环厚度为t,圆环的上端面距离侧板上端面距离分别为l1_1、l1_2、l1_3、

、l1_n,圆环的下端面距离侧板上端面距离分别为l2_1、l2_2、l2_3、

、l2_n,对n个带翼侧板分别有H=t+l1_1+l2_1,H=t+l1_2+l2_2,H=t+l1_3+l2_3,

,H=t+l1_n+l2_n;套装的n个带翼侧板的上端面与螺纹管(1)的上端面均保持平齐,同时n个带翼侧板的下端面与螺纹管1的下端面也保持平齐,因此,满足如下关系式l1_1

(n

1)t=l1_2

(n

2)t=l1_3

(n

3)t=

=l1_n,且l2_1+(n

1)t=l2_2+(n

2)t=l2_3+(n

3)t=

=l2_n。
[0008]所述的螺纹压环3的内螺纹与所述的螺纹管1的外螺纹具有相同的公称直径和螺距,二者形成良好的螺纹连接;通过施加一定的力矩拧紧螺纹,则可使得套装在螺纹管1上
的n个带翼侧板之间保持设计好的角度且无法相对转动。
[0009]本专利技术的技术方案之二是:
[0010]一种性能可调控多级蜂窝结构的装配制备方法,其特征是它包括以下步骤:
[0011]首先,在同一螺纹管上根据拓扑构型要求套装n个带翼侧板,n一般为1~8的自然数,分别记为2_1、2_2、2_3、

、2_n,带翼侧板为对称薄板件,左右两翼的圆环与竖直侧板相垂直,竖直侧板高度为H与螺纹管一致,圆环厚度为t,圆环的上端面距离侧板上端面距离分别为l1_1、l1_2、l1_3、

、l1_n,圆环的下端面距离侧板上端面距离分别为l2_1、l2_2、l2_3、

、l2_n,对n个带翼侧板分别有H=t+l1_1+l2_1,H=t+l1_2+l2_2,H=t+l1_3+l2_3,

,H=t+l1_n+l2_n,套装的n个带翼侧板的上端面与螺纹管的上端面均保持平齐,同时n个带翼侧板的下端面与螺纹管的下端面也保持平齐,因此,满足如下关系式l1_1

(n

1)t=l1_2

(n

2)t=l1_3

(n

3)t=

=l1_n,且
[0012]l2_1+(n

1)t=l2_2+(n

2)t=l2_3+(n

3)t=

=l2_n;
[0013]其次,使螺纹压环的内螺纹与所述的螺纹管的外螺纹具有相同的公称直径和螺距,二者形成良好的螺纹连接;通过施加一定的力矩拧紧螺纹,则可使得套装在螺纹管上的n个带翼侧板之间保持设计好的角度且无法相对转动;
[0014]第三,重复以上两个步骤,即获得对应于性能要求所需拓扑构型的多级蜂窝结构。
[0015]所述的装配过程是可逆的,只需松开螺纹连接则可获得新的拓扑构型下的多级蜂窝结构。
[0016]本专利技术的有益效果在于:
[0017]本专利技术提供了一种性能可调控多级蜂窝结构及其制备方法,通过构造可拆装式的结构形式,改变传统一体化蜂窝结构固定拓扑构型的限制;所提出可拆装式蜂窝结构的零件结构简单、便于加工,可灵活搭配组合出多种基于顶点多级蜂窝拓扑构型,包括常规的三角形、四边形、六边形、金刚石形、米字形,甚至可构造不均匀的混杂多边形拓扑构型,在汽车、城轨、船舶、建筑等领域均具有良好的应用前景。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的性能可调控多级蜂窝结构示意图。
[0019]图2为本专利技术的螺纹管1结构示意图。
[0020]图3为本专利技术的带翼侧板2结构示意图。
[0021]图4为本专利技术的螺旋压环3结构示意图。
[0022]图5为本专利技术具体实施方式一所述四边形拓扑构型多级蜂窝结构示意图。
[0023]图6为本专利技术具体实施方式二所述正三角形拓扑构型多级蜂窝结构示意图。
[0024]图7为本专利技术具体实施方式三所述正六边形拓扑构型多级蜂窝结构示意图。
[0025]图8为本专利技术具体实施方式四所述混杂拓扑构型多级蜂窝结构示意图。
[0026]图9为本专利技术具体实施方式五所述米字拓扑构型多级蜂窝结构示意图。
[0027]图中:1

螺纹管;2

带翼侧板(包括2_1,2_2,2_3,2_n);3

螺旋压环。
具体实施方式
[0028]下面结合附图以及具体实施例对本专利技术作进一步的说明,但本专利技术的保护范围并
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种性能可调控多级蜂窝结构,其特征是它由多个螺纹管(1)、带翼侧板(2)和螺纹压环(3)装配而成;所述的螺纹管(1)、带翼侧板(2)与螺纹压环(3)通过螺纹旋紧/松开形成可拆卸紧固连接;套装在螺纹管(1)上的带翼侧板(2)数量从1~8不等,侧板间的夹角根据工程实际需要灵活调整,之后通过拧紧螺纹压环(3),即可形成所需的拓扑构型。2.根据权利要求1所述的性能可调控多级蜂窝结构,其特征是所述的螺纹管(1)整体为薄壁圆管,总高度为H,中上端有凸缘高度为h0,凸缘的上半段为外螺纹表面高度为h1,凸缘的下半段为圆柱表面高度为h2,则有H=h0+h1+h2;所述的同一螺纹管(1)上根据拓扑构型要求套装n个带翼侧板(2),n为1~8的自然数,分别记为2_1、2_2、2_3、

、2_n,带翼侧板为对称薄板件,左右两翼的圆环与竖直侧板相垂直,分别套装在两个螺纹管上,竖直侧板高度为H与螺纹管(1)一致,圆环厚度为t,圆环的上端面距离侧板上端面距离分别为l1_1、l1_2、l1_3、

、l1_n,圆环的下端面距离侧板上端面距离分别为l2_1、l2_2、l2_3、

、l2_n,对n个带翼侧板分别有H=t+l1_1+l2_1,H=t+l1_2+l2_2,H=t+l1_3+l2_3,

,H=t+l1_n+l2_n;套装的n个带翼侧板的上端面与螺纹管(1)的上端面均保持平齐,同时n个带翼侧板的下端面与螺纹管(1)的下端面也保持平齐,因此,满足如下关系式l1_1

(n

1)t=l1_2

(n

2)t=l1_3

(n

3)t=

=l1_n,且l2_1+(n

1)t=l2_2+(n

2)t=l2_3+(n

3)t=

=l2_n。3.根据权利要求1所述的性能可调控多级蜂窝结构,其特征是所述的螺纹压环(3)的内螺...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘晨曦亓歌黄鑫龙陈喆煜王宏宇邱宇潇
申请(专利权)人:江苏大学
类型:发明
国别省市:

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