一种准零刚度蜂窝芯减振包装及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112758519A(43)申请公布日2021.05.07(21)申请号202110175614.3(22)申请日2021.02.09(71)申请人北京市劳动保护科学研究所地址100054北京市西城区陶然亭路55号申请人江南大学(72)发明人刘彦琦邓二杰宋春芳(51)Int.Cl.B65D81/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种准零刚度蜂窝芯减振包装及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种准零刚度蜂窝芯减振包装及其制备方法，涉及食品、果蔬、酒水、精密仪器等运输缓冲包装结构设计领域。该减振包装的外部结构包括但不限于箱、圆柱、垫或其他形式，可依据具体情况改变；内部核心结构为准零刚度蜂窝芯，由负刚度双曲梁和正刚度圆锥曲线壁并联组成的胞元线性阵列构成。本发明基于正负刚度并联的原理，获得了整体结构的准零刚度特性，从而在保证原承载能力的情况下实现低频宽带减振，解决了传统减振包装以塑性变形方式吸收能量后不能重复使用、承载力低、低频减振效果差等问题。此外，本发明的结构通过3D打印技术或切割技术进行一体化制备，避免了现有的准零刚度减振器加工繁杂、安装困难等问题。CN112758519ACN112758519A权利要求书1/1页1.一种准零刚度蜂窝芯减振包装及其制备方法，其特征在于：蜂窝芯由负刚度双曲梁和正刚度圆锥曲线壁并联组成的胞元线性阵列构成，基于正负刚度并联原理，使得整体结构具有准零刚度特性，从而在保证原承载能力的情况下实现低频宽带减振，并通过3D打印技术或切割技术一体化制备。2.根据权利要求1所述的一种准零刚度蜂窝芯减振包装，其特征在于：所述蜂窝芯胞元由双曲梁、圆锥曲线壁和压板组成，上下呈轴对称结构。3.根据权利要求2所述的一种准零刚度蜂窝芯减振包装，其特征在于：所述双曲梁为提供负刚度的机构，与其呈正交方向的圆锥曲线壁提供正刚度，基于正负刚度并联原理，使得胞元具有准零刚度特性，进而使得整体结构实现高静低动。4.根据权利要求1所述的一种准零刚度蜂窝芯减振包装的制备方法，其特征在于：所述圆锥曲线壁与双曲梁下端相切使得蜂窝芯通过3D打印技术或切割技术一体化成型。5.根据权利要求4所述的一种准零刚度蜂窝芯减振包装的制备方法，其特征在于：所述蜂窝芯选用具有粘弹性的尼龙基类材料通过3D打印技术或具有超弹性的金属材料通过切割技术制备。2CN112758519A说明书1/3页一种准零刚度蜂窝芯减振包装及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及食品、果蔬、酒水、精密仪器等运输缓冲包装结构设计领域，具体涉及一种准零刚度蜂窝芯减振包装及其制备方法。背景技术[0002]振动广泛存在于自然界中，尤其在运输过程中有大量的产品破损和缓冲包装功能失效现象发生，每年因包装防护不当引起产品破损导致的经济损失达几百到上千亿元。在我国，产品在运输过程中振动和冲击环境下的防护研究较为薄弱，常见的运输缓冲包装包括瓦楞纸箱、蜂窝纸板、纸浆模塑、气垫薄膜、泡沫塑料、塑料周转箱等，大多通过发生塑性变形吸收能量，不可重复使用，并且传统缓冲包装在低频运输过程中的减振效果较差，易对外包装造成直接影响，失去缓冲效果。[0003]传统的线性减振器由于自身的固有频率无法降到足够低而难以实现期望的减振目标，主要表现为低频振动减振性能差、缺乏可调控性等。研究表明，通过合理的设计非线性减振器可以实现低频减振，尤其是准零刚度减振器相关原理的提出推动了该研究的发展。而现有的准零刚度减振器大多以弹簧机构为基础对象，在应用时存在加工困难、安装困难、实现困难等问题，限制了准零刚度减振器的应用范围。发明内容[0004]本发明针对上述现有运输缓冲包装中存在的问题，提出一种准零刚度蜂窝芯减振包装，并通过3D打印技术或切割技术（包括水切割或激光切割等）进行一体化制备，既表现出一定程度的可重复使用性，同时有效地改善了包装在运输过程中低频下的减振效果；其外部结构的多样性和内部连续结构的一体化制备使其相较于现有的准零刚度减振器加工、应用更易实现，适用范围更广。[0005]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种准零刚度蜂窝芯减振包装，内部核心结构为由负刚度双曲梁和正刚度圆锥曲线壁并联组成的胞元线性阵列构成的蜂窝芯，通过3D打印技术或切割技术一体化制备；外部结构包括但不限于箱、圆柱、垫或其他形式。[0006]具体地，所述蜂窝芯胞元由双曲梁、圆锥曲线壁和压板组成，上下呈轴对称结构。[0007]优选的，所述双曲梁为提供负刚度的机构，与其呈正交方向的圆锥曲线壁提供正刚度，基于正负刚度并联原理，使得胞元具有准零刚度特性，进而使得整体结构实现高静低动。[0008]具体地，所述圆锥曲线壁与双曲梁下端相切使得蜂窝芯通过3D打