[发明专利]一种轻质空间点阵结构有效
申请号: | 201810615351.1 | 申请日: | 2018-06-14 |
公开(公告)号: | CN108824634B | 公开(公告)日: | 2020-10-27 |
发明(设计)人: | 高彤;张卫红;石建雄;孟亮;范春辉 | 申请(专利权)人: | 西北工业大学 |
主分类号: | E04B1/19 | 分类号: | E04B1/19 |
代理公司: | 西北工业大学专利中心 61204 | 代理人: | 王鲜凯 |
地址: | 710072 *** | 国省代码: | 陕西;61 |
权利要求书: | 查看更多 | 说明书: | 查看更多 |
摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 空间 点阵 结构 | ||
本发明涉及一种一种轻质空间点阵结构,包括N个相互连接的单胞;所述每个单胞包括上多边形框架a、下多边形框架c以及侧面杆系b;上多边形框架a与下多边形框架b的结构相同,侧面杆系b为多个连接杆,依照同一连接原则连接上多边形框架a与下多边形框架b。有益效果:本发明通过设计侧面杆系c中各杆的连接方式提升了结构的抗弯曲性能。通过设计上多边形框架a以及下多边形框架b的延拓方式提升了结构的抗扭转性能。轻质空间点阵结构其内部具有贯通孔,有利于实现功能化需求。采用此类轻质空间点阵结构可以实现结构的轻量化设计,在最小局部尺寸相同的条件下,本发明的轻质空间点阵结构孔隙率比传统的蜂窝结构更大。
技术领域
本发明属于工程结构技术领域,涉及一种轻质空间点阵结构。
背景技术
传统的轻质结构多为泡沫和蜂窝夹心结构,这些结构往往只在一个方向具有很大的刚度,其抗弯曲、抗扭转性能不佳;同时由于其内部空间的封闭性,在结构内部存在温度梯度的情况下,其内部空气和结构不同的导热系数会使得结构产生额外的热变形,从而导致结构失效乃至破坏。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处,本发明提出一种轻质空间点阵结构,针对传统轻质结构中的不足提出的轻质空间点阵结构,其内部空间开放,具有贯通孔;同时在满足垂直于xoy平面方向强度的基础上,具有良好的抗弯曲、抗扭转性能。
技术方案
一种轻质空间点阵结构,其特征在于包括N个相互连接的单胞;所述每个单胞包括上多边形框架a、下多边形框架c以及侧面杆系b;上多边形框架a与下多边形框架b的结构相同,侧面杆系b为多个连接杆,依照同一连接原则连接上多边形框架a与下多边形框架b;所述连接原则为:每一根连接杆的连接点为上多边形框架a与下多边形框架c中每一边的端点、中点或任意等分点,且为斜向连接;所述上多边形框架a与下多边形框架b为正长多边形,且正长多边形为偶数个边;N个单胞相互连接时,将相邻单胞的顶角相连接,或相邻单胞之间采用多边形组合框架相连接,或使得单胞在x、y、z三个方向进行延拓后成为空间点阵结构。
所述多边形的顶角相连接时,相邻单胞的边与边相互连接。
所述多边形的顶角相连接时,相邻单胞的边与边没有相互连接,相邻单胞之间由顶角与顶角形成三角形或四边形。
所述多边形组合框架为单个三角形、多个三角形、单个正方形、多个正方形、三角形与正方形、正方形与六边形。
所述上多边形框架a、下多边形框架b以及侧面杆系c中的每一根连接杆的截面为圆形、方杆或各种形式的曲杆。
当N个六边形单胞相互不直接连接时,连接部位采用没有侧面杆的三角形框架。
当N个十二边形单胞和六边形单胞、四边形单胞混合在平面内延拓连接时,六边形单胞、四边形单胞混合在平面内延拓,中间夹三角形。
四边形及四边形以上的多边形框架有侧面杆或没有侧面杆。
所述侧面杆截面形状是任意的。
所述侧面杆为直杆或曲杆。
有益效果
本发明提出的一种轻质空间点阵结构,包括N个相互连接的单胞;所述每个单胞包括上多边形框架a、下多边形框架c以及侧面杆系b;上多边形框架a与下多边形框架b的结构相同,侧面杆系b为多个连接杆,依照同一连接原则连接上多边形框架a与下多边形框架b。
本发明的有益效果:
1、本发明提出的轻质空间点阵结构通过设计侧面杆系c中各杆的连接方式提升了结构的抗弯曲性能。
2、本发明提出的轻质空间点阵结构通过设计上多边形框架a以及下多边形框架b的延拓方式提升了结构的抗扭转性能。
该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于西北工业大学,未经西北工业大学许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服】
本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201810615351.1/2.html,转载请声明来源钻瓜专利网。
- 同类专利
- 专利分类
E04B 一般建筑物构造;墙,例如,间壁墙;屋顶;楼板;顶棚;建筑物的隔绝或其他防护
E04B1-00 一般构造;不限于墙,例如,间壁墙,或楼板或顶棚或屋顶中任何一种结构
E04B1-02 .主要由承重的块状或板状构件构成的结构
E04B1-16 .堆料结构,例如混凝土在现场以浇制或类似方法成型的结构,同时利用或不利用附加构件,例如,永久性结构、由承重材料覆盖的基础
E04B1-18 .包含长形承重部件的结构,例如,包含柱,大梁,骨架
E04B1-32 .拱形结构;穹窿顶的结构;折板结构
E04B1-34 .特种结构,例如,用由桅杆结构或封闭的电梯井或楼梯间等塔式结构支承的悬吊或悬臂杆件;与弹性稳定性有关的特征