一种三维超结构耦合填充的抗冲击圆管结构设计方法技术

本发明专利技术公开一种三维超结构耦合填充的抗冲击圆管结构设计方法，包括根据抗冲击圆管结构的几何参数确定薄壁圆管厚度、胞元径向厚度、胞元内径、胞元外径、胞元夹角、胞元厚度；判断是否满足胞元包围盒的约束条件；设定胞元的中间直柱截面积、中间直柱长度比例，确定胞元的周向截面系数、径向截面系数、上下直柱长度比例、轴向截面系数、外层内夹角、中层内夹角、内层内夹角、径向内夹角；判断是否满足泊松比设计需求。本发明专利技术设计了正负泊松比耦合结构，使结构强度等力学性能和吸收冲击能量的能力大幅提升。并且当需求不同强度应用的结构时，可以通过设计交错使用正、负泊松比胞元，或者是使用径向、周向泊松比不同的胞元组成的圆管来达到设计要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种三维超结构耦合填充的抗冲击圆管结构设计方法，属于适用于结构轻量化设计和结构的抗冲击防护等。

技术介绍

1、薄壁圆管结构由于具有轻质、高比强度、高比刚度等优良的力学性能，常用于汽车等结构的耐撞性防护领域。在防护设计时，通常会采用轻质结构填充圆管以提升结构的抗冲击防护效果。常用的填充材料包括泡沫、蜂窝及各类格栅结构。超结构是由杆连接组成的三维空间格栅结构，相对传统结构，其具有更强的可设计性，能够通过胞元的设计提升结构的力学性能。由于其表现出来的灵活多样的可设计性，超结构作为填充材料提升圆管的抗冲击特性表现出天然优势。

2、超结构的力学性能主要是由胞元的构型决定的，可以通过结构设计得到负泊松比、负膨胀系统、负刚度等超常规的力学性能。泊松比是材料的基本特性，一般结构或材料在压缩时会出现截面的膨胀，或者是在拉伸时出现截面的收缩，表现出正泊松比特性。而负泊松比是指结构或材料在压缩时截面出现收缩，或者是在拉伸时出现膨胀。材料或结构的这种负泊松比特性也称拉胀特性。相对于正泊松比材料，负泊松比材料在遭遇冲击载荷作用时具有更长的压缩行程，能够较好本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种三维超结构耦合填充的抗冲击圆管结构设计方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种三维超结构耦合填充的抗冲击圆管结构设计方法，其特征在于，所述抗冲击圆管结构的几何参数包括抗冲击圆管内径r、抗冲击圆管外径R、抗冲击圆管高度H。

3.根据权利要求2所述的一种三维超结构耦合填充的抗冲击圆管结构设计方法，其特征在于，所述薄壁圆管厚度的计算公式为：

4.根据权利要求1所述的一种三维超结构耦合填充的抗冲击圆管结构设计方法，其特征在于，所述步骤S20中的计算公式包括：

5.根据权利要求1所述的一种三维超结构耦合填充的抗冲击圆管结构设计方...

【技术特征摘要】

1.一种三维超结构耦合填充的抗冲击圆管结构设计方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种三维超结构耦合填充的抗冲击圆管结构设计方法，其特征在于，所述抗冲击圆管结构的几何参数包括抗冲击圆管内径r、抗冲击圆管外径r、抗冲击圆管高度h。

3.根据权利要求2所述的一种三维超结构耦合填充的抗冲击圆管结构设计方法，其特征在于，所述薄壁圆管厚度的计算公式为：

4.根据权利要求1所述的一种三维超结构耦合填充的抗冲击圆管结构设计方法，其特征在于，所述步骤s20中的计算公式包括：

5.根据权利要求1所述的一种三维超结构耦合填充的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘虎，阚前华，康国政，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：