一种分级点阵结构.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CN111255838A(43)申请公布日2020.06.09(21)申请号202010054432.6(22)申请日2020.01.17(71)申请人重庆大学地址400044重庆市沙坪坝区沙正街174号(72)发明人柏龙龚程陈晓红孙圆喜胡明金蒲华燕(74)专利代理机构重庆项乾光宇专利代理事务所(普通合伙)50244代理人高姜(51)Int.Cl.F16F7/00(2006.01)F16S1/10(2006.01)F16S5/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称一种分级点阵结构(57)摘要本发明公开了一种分级点阵结构，包括外部薄壁结构和填充于所述外部薄壁结构内的内部点阵结构；所述外部薄壁结构为宏观尺寸，内部点阵结构为介观尺寸；本发明创新性地提出在宏观尺寸下填充介观尺寸级别的点阵结构从而形成分级点阵结构，不仅进一步地增强了点阵结构的力学性能，还保留了点阵结构本身的高比表面积和开孔特性，使得该分级点阵结构在功能性承载应用上有着良好的应用价值。CN111255838ACN111255838A权利要求书1/1页1.一种分级点阵结构，其特征在于：包括外部薄壁结构和填充于所述外部薄壁结构内的内部点阵结构；所述外部薄壁结构为宏观尺寸，内部点阵结构为介观尺寸。2.根据权利要求1所述的分级点阵结构，其特征在于：所述外部薄壁结构与内部点阵结构之间的连接处通过布尔运算合并实体而成。3.根据权利要求1所述的分级点阵结构，其特征在于：所述外部薄壁结构为二维平面拉伸获得的蜂窝式结构。4.根据权利要求1所述的分级点阵结构，其特征在于：所述外部薄壁结构为正方形结构，所述内部点阵结构为体心立方点阵结构或面心立方点阵结构。5.根据权利要求1所述的分级点阵结构，其特征在于：所述正方形结构的外部薄壁结构与填充于其内部的内部点阵结构共同形成分级点阵结构单胞；所述分级点阵结构单胞沿着两个方向排列，且相邻单胞之间紧密结合并通过布尔运算中的实体组合，从而形成具有较大尺寸的分级点阵结构。2CN111255838A说明书1/3页一种分级点阵结构技术领域[0001]本发明涉及材料结构技术领域，尤其涉及一种点阵结构。该点阵结构包含内部填充点阵材料与外部增强型薄壁结构，具有高承载、高比表面积及开孔等特性，有着良好的结构与功能特性。背景技术[0002]当前，对于飞行器与航空发动机的轻量化、高性能的要求越来越高，传统的航天器设计需要考虑结构与功能，即一方面需要具有高承载能力的结构件，另一方面需要满足隔热减振等特殊要求。因而，开发具有优异结构和功能特性的功能材料成为了必然要求。点阵结构以其具有高孔隙率、高比表面积及开孔特性，在航空领域应用有着巨大的潜力。如CN201710335220.3-一种具有点阵冷却结构的扇形封严块制备方法利用点阵结构的因高比表面积而具有的优良散热特性，制备出了良好散热冷却的扇形封严块。但是这种结构仅限于散热特性的体现，对于其承载能力有待进一步提高。对此，CN201510500428.7-具有网格增强蜂窝芯体的夹芯结构公布了利用网格结构增强蜂窝结构的方法，提高了结构的力学性能。但是，二维平面拉伸的蜂窝结构由于薄壁特征的存在，导致其开孔形式比较单一，且其比表面积相对于三维点阵结构而言也较小。此外，由于当前制备技术的限制，现有的点阵结构主要存在于宏观和介观尺寸，其功能体现主要依托于新材料的应用，不能充分体现点阵结构本身的优异结构特性。发明内容[0003]有鉴于此，为了实现优异的结构承载特性与高比表面积的功能特性，从而使得结构件的功能多元化。本发明创新性地提出在宏观尺寸下填充介观尺寸级别的点阵结构从而形成分级点阵结构，不仅进一步地增强了点阵结构的力学性能，还保留了点阵结构本身的高比表面积和开孔特性，使得该分级点阵结构在功能性承载应用上有着良好的应用价值。[0004]本发明的分级点阵结构，包括外部薄壁结构和填充于所述外部薄壁结构内的内部点阵结构；所述外部薄壁结构为宏观尺寸，内部点阵结构为介观尺寸。[0005]进一步，所述外部薄壁结构与内部点阵结构之间的连接处通过布尔运算合并实体而成；[0006]进一步，所述外部薄壁结构为二维平面拉伸获得的蜂窝式结构；[0007]进一步，所述外部薄壁结构为正方形结构，所述内部点阵结构为体心立方点阵结构或面心立方点阵结构；[0008]进一步，所述正方形结构的外部薄壁结构与填充于其内部的内部点阵结构形成分级点阵结构单胞；所述分级点阵结构单胞沿着两个方向排列，且相邻单胞之间紧密结合并通过布尔运算中的实体组合，从而形成具有较大尺寸的分级点阵结构。[0009]本发明的有益效果：[0010]1.本发明的分级点阵结构较传统点阵结构有着显著的力学性能提升