[发明专利]一种多级蜂窝结构及设计方法

权利要求书

1.一种多级蜂窝结构，包括多个蜂窝胞元，所述蜂窝胞元的横截面为正六边形，其特征在于：所述蜂窝胞元的胞壁包括多个相连接的一级蜂窝胞元，所述一级蜂窝胞元为正多边形，所述一级蜂窝胞元的胞壁相交处为一级实节点，每个所述一级蜂窝胞元具有3N个所述一级实节点，所述一级实节点由二级蜂窝胞元替代，所述二级蜂窝胞元为正多边形或圆形，当所述二级蜂窝胞元为正多边形时，所述二级蜂窝胞元的胞壁相交处为二级实节点，每个所述二级蜂窝胞元具有3M个所述二级实节点；

在所述蜂窝胞元的胞壁长度方向上包括n个所述二级蜂窝胞元，在所述蜂窝胞元的胞壁厚度方向上包括m个所述二级蜂窝胞元；

其中：N和M均为正整数，n≥3，m≥2，且n和m均为整数；

所述二级蜂窝胞元在其所处一级蜂窝胞元的胞壁长度方向上的尺寸与位于所述一级蜂窝胞元的胞壁两端的两个二级蜂窝胞元的中心距离之比为γ，且满足以下关系：0γ1。

2.根据权利要求1所述的多级蜂窝结构，其特征在于：所述一级蜂窝胞元的横截面为正三边形，所述二级蜂窝胞元的横截面为正六边形、正三边形或圆形。

3.根据权利要求1所述的多级蜂窝结构，其特征在于：所述一级蜂窝胞元的横截面为正六边形，所述二级蜂窝胞元的横截面为正六边形、正三边形或圆形。

4.一种多级蜂窝结构，包括多个蜂窝胞元，所述蜂窝胞元的横截面为正四边形，其特征在于：所述蜂窝胞元的胞壁包括多个相连接的一级蜂窝胞元，所述一级蜂窝胞元为正多边形，所述一级蜂窝胞元的胞壁相交处为一级实节点，每个所述一级蜂窝胞元具有4N个所述一级实节点，所述一级实节点由二级蜂窝胞元替代，所述二级蜂窝胞元为正多边形或圆形，当所述二级蜂窝胞元为正多边形时，所述二级蜂窝胞元的胞壁相交处为二级实节点，每个所述二级蜂窝胞元具有4M个所述二级实节点；

在所述蜂窝胞元的胞壁长度方向上包括n个所述二级蜂窝胞元，在所述蜂窝胞元的胞壁厚度方向上包括m个所述二级蜂窝胞元；

其中：N和M均为正整数，n≥3，m≥2，且n和m均为整数；

所述二级蜂窝胞元在其所处一级蜂窝胞元的胞壁长度方向上的尺寸与位于所述一级蜂窝胞元的胞壁两端的两个二级蜂窝胞元的中心距离之比为γ，且满足以下关系：0γ1。

5.根据权利要求4所述的多级蜂窝结构，其特征在于：所述一级蜂窝胞元的横截面为正四边形，所述二级蜂窝胞元的横截面为正四边形、正八边形或圆形。

6.根据权利要求4所述的多级蜂窝结构，其特征在于：所述一级蜂窝胞元的横截面为正八边形，所述二级蜂窝胞元的横截面为正四边形、正八边形或圆形。

7.一种多级蜂窝结构的设计方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)获取所需蜂窝结构的尺寸及性能；

(2)确定蜂窝胞元的形状及尺寸；

(3)采用多个相连接的一级蜂窝胞元作为所述蜂窝胞元的胞壁，所述一级蜂窝胞元的胞壁相交处为一级实节点，采用二级蜂窝胞元替代所述一级实节点，所述二级蜂窝胞元的胞壁相交处为二级实节点，确定所述一级蜂窝胞元和所述二级蜂窝胞元的蜂窝形状；

当所述蜂窝胞元的横截面为正六边形时，每个所述一级蜂窝胞元具有3N个所述二级蜂窝胞元，每个所述二级蜂窝胞元具有3M个所述二级实节点或者所述二级蜂窝胞元的横截面为圆形；

当所述蜂窝胞元的横截面为正四边形时，每个所述一级蜂窝胞元具有4N个所述二级蜂窝胞元，每个所述二级蜂窝胞元具有4M个所述二级实节点或者所述二级蜂窝胞元的横截面为圆形；

其中，N和M均为正整数；

(4)引入多级结构参数n、m和γ，以调节及确定所述蜂窝胞元的几何构型，多级结构参数n是在所述蜂窝胞元的胞壁长度方向上所述二级蜂窝胞元的数量，多级结构参数m是在所述蜂窝胞元的胞壁厚度方向上所述二级蜂窝胞元的数量，其中：n≥3，m≥2，且n和m均为整数；

γ是所述二级蜂窝胞元在其所处一级蜂窝胞元的胞壁长度方向上的尺寸与位于所述一级蜂窝胞元的胞壁两端的两个二级蜂窝胞元的中心距离之比，且满足以下关系：0γ1；

(5)根据所需蜂窝结构的尺寸及性能选择合适多级结构参数n、m和γ，得到所需的多级蜂窝结构。