一种隔热和力学性能优化的构件及节点优化方法技术

本发明专利技术属于力学及热学性能优化技术领域，具体为一种隔热和力学性能优化的构件及节点优化方法，该方法适用于具有连接杆且其连接杆交汇而产生节点的点阵结构优化，尤其适用于优化晶格结构；须有节点分布于立方体单胞的六个表面，节点在立方体单胞的六个表面上的位置变化时，可带动连接杆的位置变化，从而改变构件中节点和连接杆的分布方式及比表面积。在力学性能方面，获得普通变形、拉伸变形主导或剪切变形主导的点阵结构；在热学性能方面，比表面积的变化改变传热过程中热对流、热辐射量的变化，进而能够得到力学和隔热性能均较优的结构。因此，本发明专利技术实现了力学性能及隔热性能的可调，具有可调性高、无需开发新型结构、调整便捷的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于力学及热学性能优化，尤其涉及一种隔热和力学性能优化的构件及节点优化方法。

技术介绍

1、在航空航天领域中，随着新型飞行器飞行速度的不断提升，新一代航空航天材料及结构对性能的要求也不断提高，并注重于轻质、高效能、长续航等指标，因此对飞行器的材料及结构设计提出了更高的要求。以超高速飞行器蒙皮及空间作战武器为例，在超高速(大于5马赫)运行时要求其具有轻质以降低功耗，高强度以抗冲击，以及优异的隔热性能以避免内部热损伤乃至自燃。因此，目前亟需开发及制造兼具轻质、高强和隔热的材料与结构应用于超高速飞行器。

2、开发新型材料存在成本高、耗时长的缺点，而开发及优化新型结构具有易于实现轻质、性能可调的优点，目前结构类型较多，难以根据需求精确选择结构。不仅如此，以隔热性能为例，结构的力学性能与相对密度正相关，而隔热性能与相对密度负相关，因此，力学性能与隔热性能存在负相关关系，难以通过控制相对密度同时提高力学性能与隔热性能。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种隔热和力学性能优化的构件及节点优化本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种构件的隔热和力学性能的节点优化方法，其特征在于，所述构件包含m1个相连的连接杆单元，每个连接杆单元包含m2个相连的连接杆，通过将同一个连接杆单元中的每个连接杆的连接节点分布于同一个立方体单胞的表面上，且每个立方体单胞的六个表面上分别至少存在一个连接节点，以对构件的隔热和力学性能进行调控和优化；m1为大于等于1的正整数，m2为大于等于12的正整数。

2.根据权利要求1所述的构件的隔热和力学性能的节点优化方法，其特征在于，所述立方体单胞的每个相对的面上的连接节点呈现镜像对称。

3.根据权利要求2所述的构件的隔热和力学性能的节点优化方法，其特征在于，每个所述连接...

【技术特征摘要】

1.一种构件的隔热和力学性能的节点优化方法，其特征在于，所述构件包含m1个相连的连接杆单元，每个连接杆单元包含m2个相连的连接杆，通过将同一个连接杆单元中的每个连接杆的连接节点分布于同一个立方体单胞的表面上，且每个立方体单胞的六个表面上分别至少存在一个连接节点，以对构件的隔热和力学性能进行调控和优化；m1为大于等于1的正整数，m2为大于等于12的正整数。

2.根据权利要求1所述的构件的隔热和力学性能的节点优化方法，其特征在于，所述立方体单胞的每个相对的面上的连接节点呈现镜像对称。

3.根据权利要求2所述的构件的隔热和力学性能的节点优化方法，其特征在于，每个所述连接杆单元是由所述连接杆构成的中心对称的多面体结构；

4.根据权利要求3所述的构件的隔热和力学性能的节点优化方法，其特征在于，所述连接杆的连接节点分布于所述立方体单胞的面的中心、边的中心或者面的中心与边的中心连线的中间点上。

5.根据权利要求3所述的构件的隔热和力学性能的节点优化方法，其特征在于，当所述构件中连接杆的体积分数为8％时，所述连接杆单元的连接杆构成正八面体；所述体积分数是指连接杆的体积占构件总...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋波，张志，张磊，高建宝，史玉升，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：