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[发明专利]一种基于增材制造的零膨胀减隔振一体化超材料结构-CN202211706477.2在审
发明人：祁俊峰;雷红帅;潘宇新;李敬洋;赵则昂;王潘丁;郭晓岗;杨三强;王哲;杜锴;晋颖;刘济州 -专利权人：北京卫星制造厂有限公司
申请日： 2022-12-29 - 公布日： 2023-05-16 - 主分类号： F16F7/00 文献下载
摘要：本申请公开了一种基于增材制造的零膨胀减隔振一体化超材料结构，涉及轻量化多功能结构领域，包括多个零膨胀减隔振胞元；零膨胀减隔振胞元包括内部框架和外部框架，内部框架包括四个端部连接到一起的支撑部，外部框架连接于支撑部的另一端且套设于支撑部外部；内部框架的热膨胀系数小于外部框架的热膨胀系数的50％。兼具零膨胀和减隔振功能。
一种基于制造膨胀减隔振一体化材料结构

[发明专利]面向增材制造的蒙皮点阵结构及结构的内支撑设计方法-CN202211188474.4在审
发明人：段晟昱;贾贺然;刘彬;彭飞;雷红帅 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-09-27 - 公布日： 2022-12-20 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明涉及轻量化结构技术领域，尤其涉及一种面向增材制造的蒙皮点阵结构及结构的内支撑设计方法。该方法利用设计好并按尺寸装配的模型为设计基础，通过对蒙皮进行离散，确定支撑点位，得到的内支撑满足打印支撑，保障了上蒙皮与点阵芯层之间的载荷传递的同时尽量减少了对点阵芯层力学性能分布的影响。并且，由于在建模过程中对蒙皮几何进行了空间离散，提取节点的空间坐标，可以方便地转化为有限元模型进行计算或用于制备，为产品的设计及仿真计算带来了便利，具有十分重要的工程应用价值。蒙皮点阵结构具有合理内支撑结构的蒙皮点阵结构，保障了上蒙皮与点阵芯层之间的载荷传递，减少了对点阵芯层力学性能分布的影响，在打印完成后无需去除。
面向制造蒙皮点阵结构支撑设计方法

[发明专利]兼具高共振频率和热失配零翘曲的超结构及其确定方法-CN201910392828.9有效
发明人：周浩;张啸雨;曾惠忠;赵云鹏;罗文波;高峰;王耀兵;张龙;雷红帅 -专利权人：北京空间飞行器总体设计部
申请日： 2019-05-13 - 公布日： 2022-12-06 - 主分类号： G16C60/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种兼具高共振频率和热失配零翘曲的超结构及其确定方法，超结构用于异质结构的连接，包括多级微结构；每一级微结构包括多个微结构单元；所述多级微结构由外向内分布，各级微结构具有自相似特征每级微结构在面内形成的包络线与异质结构的面内外形轮廓线均具有几何相似关系。基于本发明提供的超结构，在温度变化时的翘曲变形接近于零，而且具有高的一阶共振频率的特性，满足航天器结构在轨尺寸稳定性和发射高刚度的使用要求。
兼具共振频率失配零翘曲结构及其确定方法

[发明专利]一种霍普金森杆用小尺寸超低温环境箱-CN202210435587.3在审
发明人：杨恒;王文峰;雷红帅;魏勇;陈浩森;方岱宁 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-04-24 - 公布日： 2022-07-12 - 主分类号： G01N3/18 文献下载
摘要：本发明属于材料测试技术领域，具体公开了一种霍普金森杆用小尺寸超低温环境箱，本超低温环境箱包括温控系统、保温系统与观测系统；所述温控系统包括制冷管路、测温热电偶、电磁阀和外接温控器；所述保温系统包括外箱体、内箱体、箱门、保温材料、相对设置的侧杆孔、可拆卸设置于所述侧杆孔处的套环、密封环和密封环定位套管；所述观测系统包括箱体前、后和上侧双层玻璃窗、电加热片。本发明使得实验温度能够长时间保持在一个稳定的超低温度，箱体整体尺寸小易安装，在实验过程中便于照明和图像采集，并能够有效防止冲击试验产生的碎片飞溅且箱体使用寿命长。
一种霍普金森杆用小尺寸超低温环境

[发明专利]一种近零膨胀点阵结构-CN202011262812.5有效
发明人：郭晓岗;梁博;于华斌;宋维力;雷红帅;陈明继 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2020-11-12 - 公布日： 2022-05-24 - 主分类号： B64G1/22 文献下载
摘要：本发明涉及一种近零膨胀点阵结构，属于航空航天领域。本发明的目的是为了解决航天器在极端环境服役过程中易发生失效问题，提供一种近零膨胀点阵结构。该结构能够选取航天器常用的材料，利用一定设计使得结构具有近零膨胀特性，经过仿真测试该结构线膨胀系数可达1×e‑7数量级，热稳定性好，选用的测试材料为钛合金与铝合金，均为航天器中常用的结构材料，功能稳定可靠，且具有可替换性。在加工方面，由于设计结构复杂度低，可采用增材制造技术或机械加工技术对结构进行加工制造，实际应用性强。
一种膨胀点阵结构

[发明专利]一种超低温环境下材料渗漏特性表征系统及其表征方法-CN202111037781.8有效
发明人： 雷红帅;魏勇;孟金鑫;贾贺然;王潘丁;杨恒;刘德博;郗琦;马云龙 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2021-09-06 - 公布日： 2022-04-29 - 主分类号： G01N15/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种超低温环境下材料渗漏特性表征系统及其表征方法。本发明通过测量材料在超低温环境下的渗漏率，为超低温环境下材料的渗漏特性和抗渗漏研究奠定基础；将沿一个方向进入制冷腔的制冷液体均匀导流至所有方向，使得制冷液体和制冷气体能够沿导流隔板的圆周均匀进入导流隔板和上环形盘之间的空腔，制冷液体和制冷气体再通过上导流管中间的通孔对试样均匀降温，从而避免试样局部温度不均匀的情况；通过设置上导流管和下导流管，实现试样温度的稳定控制；针对不同的试验温度，通过对上导流管和下腔体的下导流管进行调节，使得在上环形盘的上表面或下环形盘的上表面积有制冷液体，高效利用制冷液体的同时，还实现对试样温度的稳定控制。
一种超低温环境材料渗漏特性表征系统及其方法

[发明专利]基于等参变换的点阵结构随形填充式结构及其设计方法-CN202111523549.5在审
发明人：段晟昱;雷红帅;王潘丁;方岱宁 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2021-12-14 - 公布日： 2022-04-12 - 主分类号： G06F30/15 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于等参变换的点阵结构随形填充式结构及其设计方法，该方法采用点阵胞元网格离散以及等参变换的填充设计，不受点阵胞元几何结构的限制，只需要将其进行网格离散，都能通过等参变换的方式，将其填充到三维结构中去，可以根据需要将适合的点阵胞元几何构型利用到异形结构的轻量化设计中来。此外，由于设计时结构是由众多已经经过网格离散后的随形点阵胞元组成，因此在完成点阵填充设计之后，模型可以非常方便的导出为STL文件，用于后续增材制造时的输入模型，便于结构的制造，还可以直接导入各类结构分析软件中，进行力学性能，热学性能等方面的数值分析，给所设计结构的性能预测带来了极大的便利，具有十分重要的工程应用价值。
基于变换点阵结构填充及其设计方法

[发明专利]基于三维点阵材料的卫星结构设计方法-CN201910216494.X有效
发明人：张啸雨;周浩;曾惠忠;邓宇华;史文华;曾福明;曹哲;雷红帅;范华林 -专利权人：北京空间飞行器总体设计部
申请日： 2019-03-20 - 公布日： 2022-02-11 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本申请实施例提供一种基于三维点阵材料的卫星结构设计方法，涉及卫星设计技术领域。该方法包括：确定卫星的宏观构型设计参数；将所述宏观构型设计参数输入有限元建模软件，通过壳单元模拟点阵夹层板；将所述点阵夹层板的细观构型设计参数的取值范围输入有限元分析软件，确定所述壳单元的层状复合材料属性，通过所述有限元分析软件优化所述点阵夹层板的所述细观构型设计参数，以使所述卫星结构在固有频率约束条件下的结构重量最轻。通过对点阵胞元构型的结构设计参数的优化，增强了对应卫星的结构轻量化性能。
基于三维点阵材料卫星结构设计方法

[发明专利]一种复合材料波纹夹层筒体的一体化成型模具及其方法-CN202011267958.9有效
发明人： 雷红帅;张昊;杨海洋;贾贺然;魏勇;李鑫宇;王会平;张众;李元晨 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2020-11-13 - 公布日： 2021-11-16 - 主分类号： B29C33/30 文献下载
摘要：本发明公开了一种复合材料波纹夹层筒体的一体化成型模具及其方法。本发明采用内圆柱模具、胞元模具和定位盘，经过三次固化，制备复合材料波纹夹层筒体，内面板、梯形波纹夹层结构和外面板一体化成型，面板和梯形波纹夹层结构连续，提高复合材料波纹夹层筒体整体的力学性能；模具设计合理，结构简单，组装和拆卸方便，重复利用性强，胞元模具和定位盘相互配合，保证胞元模具的准确定位；定位盘的可重复利用性，节约成本；先采用两次半固化，保证复合材料波纹夹层筒体的紧实程度，提高结构的力学性能；本发明工艺方法实现简单，加工方便，灵活性强，只用一套内圆柱模具和定位盘模具便可制备不同厚度、不同梯形胞元数的复合材料波纹夹层筒体。
一种复合材料波纹夹层一体化成型模具及其方法

[发明专利]一种双向波纹点阵增强型复合材料夹层结构-CN201811070397.6有效
发明人：李会民;周磊;雷红帅;陈明继;方岱宁 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2018-09-13 - 公布日： 2021-06-29 - 主分类号： B32B3/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种双向波纹点阵增强型复合材料夹层结构，该夹层结构包括上面板、下面板和双向波纹点阵芯材；双向波纹点阵芯材由单向波纹板和多个点阵组成，单向波纹板上的波峰和波谷均为平面；每个点阵包括两个侧板和一个顶板，侧板两侧的端面与波纹的侧壁相连，侧板的底端面与波纹的底面相连，两个侧板的顶端端面与顶板固定连接，顶板与波纹的波峰处于同一平面内，波峰或波谷内的点阵沿单向波纹板的波纹方向位于同一直线上，单向波纹板上所有的点阵共同组成与单向波纹板波纹方向不同的连续波纹；上下面板分别固定在双向波纹点阵芯材的上下表面。本发明能够弥补单向波纹夹芯结构横向力学性能的不足，显著提高夹芯结构的横向以及抗剪等力学性能。
一种双向波纹点阵增强复合材料夹层结构

[发明专利]一种超低温环境下原位加载微CT表征系统及其表征方法-CN202110018265.4在审
发明人： 雷红帅;魏勇;孟金鑫;郗琦;贾贺然;张昊;曲兆亮;王潘丁;杨海洋;张众 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2021-01-07 - 公布日： 2021-05-25 - 主分类号： G01N3/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种超低温环境下原位加载微CT表征系统及其表征方法。本发明在力学试验机上设置实验环境箱体，一对夹具的末端固定在力学试验机的横梁上，头端伸入至实验环境箱体内夹持试样，并通过制冷装置和加热装置控制实验环境箱体内的环境温度，通过测温元件实时反馈，并配合导流结构加速实验环境箱体内热量的传递，实现温度快速精确的负反馈控制，力学试验机通过夹具对试样进行力学加载，同时微焦点X射线源通过防雾霜射线窗口对试样进行微CT扫描，重构超低温环境下试样原位受载时内部的微观结构和损伤形貌，为超低温环境下材料失效机理和损伤演化规律的研究奠定基础；通过防雾霜射线窗口，避免外侧窗口薄片出现起雾和结霜的现象。
一种超低温环境原位加载 ct 表征系统及其方法

[实用新型]一种多片式含缝隙透气坐垫-CN201921596092.9有效
发明人：元旭津;徐宝升;陈眀继;雷红帅 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2019-09-24 - 公布日： 2020-10-02 - 主分类号： A47C27/00 文献下载
摘要：本实用新型涉及一种坐垫，具体涉及一种透气坐垫。一种多片式含缝隙透气坐垫，其技术方案是，包括：支撑部与坐垫主体；支撑部为框架结构；坐垫主体包括两片以上填充有弹性支撑物的子坐垫，两片以上子坐垫排布成与支撑部内框相同的形状；坐垫主体卡置于支撑部内，支撑部对坐垫主体进行限位令其不能移动，相邻子坐垫间具有缝隙。本实用新型中的坐垫主体与人体接触，采用弹性支撑物提供舒适性；坐垫主体卡置在支撑部内，相邻子坐垫间的缝隙提供透气性；支撑部对坐垫主体进行位置限定，防止其移动。
一种多片式含缝隙透气坐垫

[发明专利]一种纤维增强复合材料连接件的加工方法-CN201811394723.9有效
发明人： 雷红帅;喻博;董文;杨海洋;苏真;李会民;白影春;方岱宁 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2018-11-22 - 公布日： 2020-05-29 - 主分类号： B29C70/34 文献下载
摘要：本发明涉及一种纤维增强复合材料连接件的加工方法，属于材料力学测试领域。本发明的加工方法：将薄片状的纤维布裁剪成两组伞状粘贴片，每片伞状粘贴片由中部的矩形支撑部，侧向对称倾斜延伸的连接臂组成，矩形支撑部的中部加工有折痕；每片伞状粘贴片的矩形支撑部沿折痕处弯折成与待加工连接件两块连接板相匹配的夹角，每片伞状粘贴片的两个连接臂向内翻折至与矩形支撑部垂直；两组伞状粘贴片由内向外且首尾对称依次层铺粘固并放入组装模具内，加热固化成型，机加工产品外形及连接孔后，得到目标产品。本发明的加工方法实现的纤维增强复合材料加工角钢状连接件，强度满足框架连接要求，进一步实现了对搭建产品框架的减重。
一种纤维增强复合材料连接加工方法

[发明专利]一种多片式含缝隙透气坐垫-CN201910906872.7在审
发明人：元旭津;徐宝升;陈眀继;雷红帅 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2019-09-24 - 公布日： 2019-12-06 - 主分类号： A47C27/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种坐垫，具体涉及一种透气坐垫。一种多片式含缝隙透气坐垫，其技术方案是，包括：支撑部与坐垫主体；支撑部为框架结构；坐垫主体包括两片以上填充有弹性支撑物的子坐垫，两片以上子坐垫排布成与支撑部内框相同的形状；坐垫主体卡置于支撑部内，支撑部对坐垫主体进行限位令其不能移动，相邻子坐垫间具有缝隙。本发明中的坐垫主体与人体接触，采用弹性支撑物提供舒适性；坐垫主体卡置在支撑部内，相邻子坐垫间的缝隙提供透气性；支撑部对坐垫主体进行位置限定，防止其移动。
坐垫主体坐垫支撑弹性支撑物透气坐垫框架结构人体接触位置限定多片式舒适性透气性移动卡置内框排布填充限位

[发明专利]一种悬浮架托臂及磁悬浮车辆走行机构-CN201710517702.0有效
发明人：刘晓波;杨颖;雷红帅;蒋忠城;李会民;叶彪;罗华军;吴志会;梅曦;黄学君;袁文辉;王先锋;陈晶晶 -专利权人：中车株洲电力机车有限公司
申请日： 2017-06-29 - 公布日： 2019-08-20 - 主分类号： B60L13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种悬浮架托臂，包括固定一体的托臂上腔体及托臂下腔体，托臂上腔体设置有中空柱状装配位，中空柱状装配位的两侧均分布有平行设置的多个上筋板，上筋板的外轮廓边缘构成规则平面；托臂上腔体与托臂下腔体均为一体成型的纤维复合薄壁件。采用高性能轻质化的纤维复合材料，有效减轻悬浮架的重量，并具有更好的抗撞击能力及阻尼减震性能；设置筋板代替传统凹陷的表面结构，并将筋板的外轮廓设计成规则平面，通过筋板的设计在保证具有足够强度的前提下，避免复杂平面加工的工艺。综上，本发明提供的悬浮架托臂有效地解决了目前常用的悬浮架托臂，构件复杂生产成本高等的技术问题。本发明还公开了一种磁悬浮车辆走行机构。
一种悬浮架托臂磁悬浮车辆机构

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