[发明专利]一种网状仿生梯度层级蜂窝夹芯结构

说明书

一种网状仿生梯度层级蜂窝夹芯结构，包括多组胞元结构，各组胞元结构依次排列连接组成蜂窝夹芯结构，所述胞元结构包括方形胞元件，在方形胞元件外依次排列设有多圈八边形胞元件，由方形胞元件四角分别向外延伸出多条胞元筋，各条胞元筋均与各圈八边形胞元件连接。本发明具有更高吸能效率与质能比的夹芯结构。

技术领域

本发明涉及一种网状仿生梯度层级蜂窝夹芯结构。

背景技术

仿生学作为一种新兴的学科已经在很多工程领域得到广泛应用，主要是因为生物在自身进化及自然选择的长期作用下，形成了独特的特性和功能。这为人类解决工程技术问题提供了大量的设计原型和许多创造性的设计方法。

近年来，蜂窝夹芯结构在工程领域的不断推广应用，虽然对夹芯结构进行了大量研究，但随着安全法规以及结构轻量化需求的进一步提升，传统的均质夹层结构已经不能满足此种需求，具有更高吸能效率与质能比的新型夹芯结构研究已迫在眉睫。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种网状仿生梯度层级蜂窝夹芯结构，具有更高吸能效率与质能比的夹芯结构。

为了解决上述问题，本发明要解决的技术方案为：

一种网状仿生梯度层级蜂窝夹芯结构，包括多组胞元结构，各组胞元结构依次排列连接组成蜂窝夹芯结构，所述胞元结构包括方形胞元件，在方形胞元件外依次排列设有多圈八边形胞元件，由方形胞元件四角分别向外延伸出多条胞元筋，各条胞元筋均与各圈八边形胞元件连接。

各圈八边形胞元件壁厚逐渐减小或者逐级增加。

本发明的技术效果为：本发明以蜘蛛网为生物原型，采用蜘蛛网优异的层级结构性能，其局部的破坏不会引起整个结构的失效，增强了结构的稳定性；同时将传统的均质夹层结构转变为梯度层级夹层结构，保证了结构的整体相对密度并改善碰撞过程中的初始峰值应力和吸能效率。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明胞元结构的主视结构示意图，

图2为本发明蜂窝夹芯结构的主视结构示意图。

图中：八边形胞元件1、方形胞元件2、胞元筋3。

具体实施方式

如图1和2所示，一种网状仿生梯度层级蜂窝夹芯结构，包括多组胞元结构，各组胞元结构依次排列连接组成蜂窝夹芯结构，所述胞元结构包括方形胞元件2，在方形胞元件2外依次排列设有多圈八边形胞元件1，由方形胞元件2四角分别向外延伸出多条胞元筋3，各条胞元筋3均与各圈八边形胞元件1连接。

各圈八边形胞元件壁厚逐渐减小或者逐级增加。通过控制每层八边形胞元件1壁厚来改变整个夹芯结构的梯度分布，即各圈八边形胞元件壁厚成正梯度或负梯度变化，这样在保证胞元相对密度同时也能改善不同速度冲击下夹层结构压力脉冲峰值从而提高夹层结构的耐撞性。

理论上可以形成 N级结构，此例只是三级结构。