一种面向载荷的蜂窝多孔结构、材料及其设计方法技术

技术编号:40172434 阅读:26 留言:0更新日期:2024-01-26 23:41
本发明专利技术属于多孔材料领域,具体涉及一种面向载荷的蜂窝多孔结构,采用对应结构的蜂窝多孔材料及其设计方法。设计出的面向载荷的蜂窝多孔结构包括压缩优先型、剪切优先型和扭转优先型三种空间构型,前两种蜂窝多孔结构均由外部的正六边形框架和内部的具有特定形状和空间分布的网状加强筋构成,二者的网状加强筋的截面均呈中心对称型。扭转优先型蜂窝多孔结构的特征为对六边形外框的内层进行局部加厚或减薄,使得环形蜂窝孔的厚度呈特定形态分布。本发明专利技术提供的面向载荷的蜂窝多孔结构的设计方法可以根据应用场景的需求,定制化的设计出具有特定性能的蜂窝多孔结构,该方法是一种通用的数字化方法,性能强大,可以低成本地设计出的所需的多孔材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于多孔材料领域,具体涉及一种面向载荷的蜂窝多孔结构,采用对应结构的蜂窝多孔材料及其设计方法。


技术介绍

1、近年来,轻量化材料和结构在产品设计中越来越受到青睐。这是因为在航空航天、生物医疗、石油化工、工业制造等领域,轻量化材料往往意味着更少的资源利用,更低的能量消耗,以及更强的环保特性等。部分进入应用阶段的轻量化材料或轻量化结构设计不仅能够保持良好的机械性能,而且具有节能环保的属性,符合可持续发展的要求。

2、多孔结构作为轻量化结构的一种,其不仅具有减重、缓冲、隔热、保温、降噪等性能,还具有高比强度、高比刚度、高吸能等特性,是具备形性一体化的工程材料。超高的设计自由度、超强的性能可调控优势,使得多孔结构在制造业高速发展的背景下,表现出巨大的应用前景。在过去,受限于传统的机械加工制造的技术,多孔结构这种具有复杂的空间几何特征的材料或结构的制造工艺难度极大,生产成本高昂。这导致多孔结构的具大优势难以体现出来,并对该结构的应用造成制约。但是,随着增材制造(am)技术的快速发展,大量难以通过普通机加工方式获得的几何特征可以通过增材制造的技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种面向载荷的蜂窝多孔结构,其包括压缩优先型、剪切优先型和扭转优先型三种空间构型;其特征在于:

2.如权利要求1所述的面向载荷的蜂窝多孔结构,其特征在于:在所述压缩优先型的蜂窝多孔结构中,所述加强筋结构的壁厚均匀;所述外框的壁厚为所述加强筋结构的壁厚的2倍。

3.如权利要求1所述的面向载荷的蜂窝多孔结构,其特征在于,按横截面分析,剪切优先型的蜂窝多孔结构的基本单元包括正六边形的外框,以及内部的加强筋结构,定义外框的边长为L,外框的边按顺时针边分为1-6号;则,所述剪切优先型的蜂窝多孔结构内部的加强筋结构包括:

4.如权利要求3所述的面向载荷的蜂窝多...

【技术特征摘要】

1.一种面向载荷的蜂窝多孔结构,其包括压缩优先型、剪切优先型和扭转优先型三种空间构型;其特征在于:

2.如权利要求1所述的面向载荷的蜂窝多孔结构,其特征在于:在所述压缩优先型的蜂窝多孔结构中,所述加强筋结构的壁厚均匀;所述外框的壁厚为所述加强筋结构的壁厚的2倍。

3.如权利要求1所述的面向载荷的蜂窝多孔结构,其特征在于,按横截面分析,剪切优先型的蜂窝多孔结构的基本单元包括正六边形的外框,以及内部的加强筋结构,定义外框的边长为l,外框的边按顺时针边分为1-6号;则,所述剪切优先型的蜂窝多孔结构内部的加强筋结构包括:

4.如权利要求3所述的面向载荷的蜂窝多孔结构,其特征在于:在所述剪切优先型的蜂窝多孔结构中,所述支杆部分以及短杆和长杆的交点延伸到外框的一段均为增厚段,除增厚段以外的其余部分壁厚均匀且相对较薄。

5.如权利要求1所述的面向载荷的蜂窝多孔结构,其特征在于:按横截面分析,所述扭转优先型的蜂窝多孔结构的基本单元的外轮廓呈正六边形,内部镂空结构呈对称的橄榄形;定义外轮廓...

【专利技术属性】
技术研发人员:葛亚琼侯敏畅泽欣乔建福徐海军宋月
申请(专利权)人:太原科技大学
类型:发明
国别省市:

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