一种枣核形单胞的双层可变形蜂窝结构.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115352616A(43)申请公布日2022.11.18(21)申请号202211069866.9(22)申请日2022.09.02(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市秦淮区御道街29号(72)发明人周丽赵畅邱涛(74)专利代理机构江苏圣典律师事务所32237专利代理师王慧颖(51)Int.Cl.B64C1/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种枣核形单胞的双层可变形蜂窝结构(57)摘要本发明公开了一种枣核形单胞的双层可变形蜂窝结构，属于变体飞机柔性结构设计领域，枣核形单胞由弹性单元组成，弹性单元上有处于不同层面的弯曲板；不同层面的弯曲板向不同方向弯曲，将相邻弹性单元上相同层面的弯曲板端部焊接在一起，形成枣核形单胞；根据相同层面上弯曲板的弯曲方向不同，可以组成不同形状的单胞结构，包括直连枣核形单胞和斜连枣核形单胞。单胞结构可以方便地复制和组合，形成双层或三层可变形蜂窝结构。枣核形单胞面内可实现较大的伸缩变形、面外抗弯能力强，单元易复制，可组合成多种柔性可变形结构，形成的可变形蜂窝结构可设计性强，便于加工。CN115352616ACN115352616A权利要求书1/2页1.一种枣核形单胞的双层可变形蜂窝结构，其特征在于，所述的枣核形单胞由弹性单元组成，弹性单元上包括连接板以及连接板上下两端的弯曲板，即按上下顺序分为三段，中间一段为连接板，连接板上面一段是上端，连接板下面一段是下端；所述的弯曲板又包括处于不同层面的弯曲板；不同层面的弯曲板向不同方向弯曲，但不同层面的弯曲板均垂直于弯曲板板面；将左上、左下、右上、右下四个相邻弹性单元上相同层面的弯曲板端部焊接在一起，形成一个枣核形单胞结构；按照弹性单元相同层面上弯曲板的弯曲方向不同，可以形成斜连枣核形单胞（7）和直连枣核形单胞（8）；所述的斜连枣核形单胞的上端下层和下端上层两块弯曲板向一侧弯曲，上端上层和下端下层两块弯曲板向另一侧弯曲，采取交错弯曲方式；一个斜连枣核形单胞由四个弹性单元组成，多个斜连枣核形单胞复制扩展成双层可变形蜂窝结构；左上弹性单元为上端下层和下端上层向左偏，上端上层和下端下层向右偏；右上弹性单元为上端上层和下端下层向左偏，上端下层和下端上层向右偏；右下弹性单元为上端下层和下端上层向左偏，上端上层和下端下层向右偏；左下弹性单元为上端上层和下端下层向左偏，上端下层和下端上层向右偏；所述的直连枣核形单胞弯曲板的弯曲方式为同一层向同侧弯曲，即上端中层和下端中层两块弯曲板向一侧弯曲，上端上层、下端上层、上端下层和下端下层四块弯曲板向另一侧弯曲；一个直连枣核形单胞由四个弹性单元组成，多个直连枣核形单胞复制扩展成三层可变形蜂窝结构；左上弹性单元为连接板上端中层和连接板下端中层向左偏，上层和下层均向右偏；右上弹性单元为中层向右偏，上层和下层向左偏；右下弹性单元为中层向左偏，上层和下层向右偏；左下弹性单元为中层向右偏，上层和下层向左偏。2.根据权利要求1所述的一种枣核形单胞的双层可变形蜂窝结构，其特征在于，形成枣核形单胞的弹性单元包括连接板（3）、与连接板（3）上下两端连接的弯曲板、弯曲板上的切缝（4）以及弯曲板的根部的止裂孔（5）；弹性单元长为a+2b,宽为h，其中a为连接板（3）的长度，b是上下两端弯曲板的长度；在弯曲板宽度方向的h/2处形成长度b、宽度为d的切缝（4），切缝（4）的长度与弯曲板的长度相等，将弯曲板切开，构成上下两个层面的弯曲板，即上层弯曲板（1）、下层弯曲板（2）；或者在弯曲板宽度方向1/4h处和3/4h处形成两条长度b、宽度为d的切缝（4），将弯曲板切开，构成上中下三个层面的弯曲板，即上层弯曲板（1）、下层弯曲板（2）、中层弯曲板（6）；止裂孔的直径D为切缝宽度d的3倍以上；相邻弹性单元的弯曲板端部焊接构成单胞。3.根据权利要求1所述的一种枣核形单胞的双层可变形蜂窝结构，其特征在于，所述的枣核形单胞进行周期性排列，即可得到两种基于枣核形单胞的双层可变形蜂窝结构；基于斜连枣核形单胞的双层可变形蜂窝结构为：上层蜂窝是一个完整的平面；完整的一个枣核形单胞的右上弹性单元是右上相邻一个枣核形单胞的左下弹性单元，完整的一个枣核形单胞的右下弹性单元是右下相邻一个枣核形单胞的左上弹性单元；基于直连枣核形单胞的可变形蜂窝结构为：上层蜂窝结构与中层蜂窝结构存在间隔的高度差，即一排高一排低的排列方式。4.根据权利要求1所述的一种枣核形单胞的双层可变形蜂窝结构，其特征在于，在连接板处受到面内载荷使枣核形单胞弯曲板形状发生变化，由此实现基于枣核形单胞的双层可2CN115352616A权利要求书2/2页变形蜂窝结构的面内变形；由于斜连枣核形单胞的弯曲板交错弯曲，