一種類方形蜂窩夾層結構的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種蜂窩夾層結構，特別的，本實用新型涉及類方形蜂窩夾層結 構。
【背景技術】
[0002] 夾層結構具有重量輕，比強度高，比剛性好、隔音、隔熱、壽命長、綜合功能突出、外 觀平直度高、不易變形、加工適應性好等眾多優點，在航空航天、高速列車、船舶、建筑室內 外裝飾、體育用品、賽車、輕體房屋等領域得到廣泛的應用。一種類蜂窩夾層結構（申請號 201310521056. 7實審中）在結構上擴展了蜂窩體系，目前方形蜂窩夾層結構設計與理論分 析已經日趨完善，且在某些領域成為廣泛應用的一種夾層結構。但是從結構力學性能上、加 工方法上，方形蜂窩夾層結構并不是最優的。一種類方形蜂窩夾層結構，在結構和成形方式 上對現有的蜂窩夾層結構體系作有效補充。
【發明內容】
[0003] 本實用新型所要解決的技術問題是提供一種類方形蜂窩夾層結構，可以在滿足夾 層整體結構剛性的前提下，結構力學性能更優，形狀更加美觀。
[0004] 為解決上述問題，本實用新型所采用的技術方案是以：一種類方形蜂窩夾層結構， 其特征是：該結構橫截面的最小單元為，組成第一直角的互相垂直的第一水平直角邊和第 一豎直直角邊，和組成第二直角的互相垂直的第二水平直角邊和第二豎直直角邊，且兩個 呈軸對稱的直角邊通過膠粘劑膠接在一起。
[0005] 進一步擴展的結構為，各個最小單元的各條水平邊與水平邊的自由端點之間連 接，水平連接得到的整體的豎直直邊與下一單元的水平直邊端點連接。
[0006] 所述的第一水平直角邊和第二水平直角邊長度相等，第一豎直直角邊和第二豎直 直角邊長度相等，且水平直角邊的邊長為豎直直角邊邊長的一半。
[0007] 本實用新型提供的一種類方形蜂窩夾層結構，可以滿足結構強度和剛性的前提 下，使夾芯的加工過程更為簡單，并且能夠使夾層的結構的重量更輕，實現輕量化設計。
【附圖說明】
[0008] 下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明：
[0009] 圖1為本發明的整體結構組合的截面示意圖。
[0010] 圖2-1和2-2為本發明結構的力學等效模型。
[0011] 圖3-1和3-2為本發明最小單元X方向上的單向拉伸受力結構示意圖。
[0012] 圖4-1和4-2為本發明最小單元Y方向上的單向拉伸受力結構示意圖。
[0013] 圖5-1和5-2為本發明最小單元受到平面剪切荷載時的受力結構示意圖。
[0014] 圖6為類方形蜂窩夾層板簡圖。
[0015] 圖7為類方形蜂窩完整平面擴展圖。
[0016] 圖8為一般方形蜂窩平面圖。
【具體實施方式】
[0017] 如圖1，一種類方形蜂窩夾層結構，該結構橫截面的最小受力單元為，互相垂直且 端點連接的第一水平直角邊、第一豎直直角邊和第二水平直角邊、第二豎直直角邊；第一豎 直直角邊與第二豎直直角邊通過膠接連接。
[0018] 進一步擴展的結構為，各個最小單元的各條豎直直角邊之間通過膠接連接，水平 直角邊通過直角轉角端點連接。
[0019] 所述的水平直角邊1和水平直角邊2長度相同；豎直直角邊1和豎直直角邊2長 度相同；且有水平直角邊的長度為豎直直角邊長度的一半。
[0020] 下面對于上述的結構進行驗算，以進一步說明本實用新型結構的優點。
[0021] 類似于正六邊形的分析，基于夾芯層的微觀結構和整個夾芯層宏觀結構的力學性 能，建立一個均質的正交異型層，與原有夾芯結構具有等同力學性能的模型，稱之為夾芯結 構力學等效模型。本文夾層結構等效模型如圖2-1和2-2所示。等效模型能從總體上同時 反映夾芯結構的微觀性能和宏觀性能，能更好的對其進行研宄。
[0022] 模型使用的前提條件是確定夾芯結構力學等效模型的彈性常數，因此Gibson提 出了經典的胞元理論。目前，有關蜂窩夾芯結構的等效彈性常數的研宄工作絕大部分是在 胞元理論的基礎上展開的。為了便于與常用的夾芯層結構進行比較，本文在已有研宄的基 礎上，運用傳統的材料力學與彈性力學理論知識，對本文提出的類方形蜂窩夾芯結構的力 學等效模型進行分析與求解。本文的理論分析所用的類方形蜂窩夾芯層結構為雙層膠接結 構。為簡化分析過程，假設夾芯受力過程中膠接層不出現破壞，則分析中膠接的兩條豎直 直角邊，用厚度為2倍的一條豎直直角邊代替。從微觀力學的角度看，將蜂窩夾芯層中的 "T"型結構或是能組成蜂窩結構的單元定義為細胞單元體，簡稱胞元。圖3-1和3-2是本實 用新型涉及的胞元，即本實用新型的最小單元。
[0023] 一、夾芯在X方向上的等效彈性參數的推導過程
[0024] 根據力的平衡條件得：
[0025] 當類方形蜂窩力學分析單元受X方向的應力時，有：
[0026] Px= 〇 xb(h+t) (01)
[0027] 因 t〈〈h 故有
[0028] Px= 〇 xbh (02)
[0029] 由于在A點、C點處的轉角為零，則有
[0030] M = Ma=Mc=0 (03)
[0031] 根據胡克定律，在外力匕的作用下，力學分析單元壁板AB的軸向拉伸量S AB為
[0032]
【主權項】
1. 一種類方形蜂窩夾層結構，其特征是：該結構橫截面的最小單元為，組成第一直角 的互相垂直的第一水平直角邊（1)和第一豎直直角邊（2)，和組成第二直角的互相垂直的 第二水平直角邊（3)和第二豎直直角邊（4)，且兩個呈軸對稱的直角邊通過膠粘劑膠接在 一起； 進一步擴展的結構為，各個最小單元的各條水平邊與水平邊的自由端點之間連接，水 平連接得到的整體的豎直直邊與下一單元的水平直邊端點連接。
2. 根據權利要求1所述的一種類方形蜂窩夾層結構，其特征是：所述的第一水平直角 邊（1)和第二水平直角邊（3)長度相等，第一豎直直角邊（2)和第二豎直直角邊（4)長度相 等，且水平直角邊的邊長為豎直直角邊邊長的一半。
【專利摘要】一種類方形蜂窩夾層結構，該結構的最小力學分析單元為組成第一直角的互相垂直的第一水平直角邊和第一豎直直角邊，和組成第二直角的互相垂直的第二水平直角邊和第二豎直直角邊，且兩個呈軸對稱的直角邊通過膠粘劑膠接在一起。進一步擴展的結構為左右相鄰的最小力學分析單元的水平端點連接，及上下相鄰單元的上豎直邊端點與下水平邊端點相連。本實用新型提供的一種類方形蜂窩夾層結構，可以在滿足結構使用條件的情況下，使夾層結構的重量更輕，形狀更加美觀。
【IPC分類】G06F17-50
【公開號】CN204537129
【申請號】CN201520147878
【發明人】李響, 周幼輝, 童冠
【申請人】三峽大學
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年3月16日