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专利号: 2021102862506
申请人: 三峡大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2025-12-24
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种仿生层级类蜂窝夹芯结构相对密度函数的构建方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤一:根据仿生层级类蜂窝夹芯结构演化过程,构建各层级类蜂窝夹芯结构几何尺寸关系;

步骤二:选取具有代表性的各个层级类蜂窝夹芯结构,并能够由其复制排列构成单胞以及多胞层级类蜂窝夹芯结构,将其作为相对密度公式推导的研究对象;

步骤三:分别求解不同层级类蜂窝夹芯结构的质量mi和各层级类蜂窝夹芯结构的等效质量mce;

步骤四:利用仿生层级类蜂窝夹芯结构等效前后质量守恒原理mi=mce,推导其相对密度公式;

步骤五:寻求仿生层级类蜂窝夹芯结构从一级到n级的变化规律,归纳总结仿生层级类蜂窝夹芯结构密度函数;

所述步骤一中构建各层级类蜂窝夹芯结构几何尺寸关系为:和

式中:h0为0级类蜂窝夹芯结构四边形的边长长度,即仿生层级类蜂窝初始结构四边形的边长;b0为0级类蜂窝夹芯结构八边形的边长长度;hi为n级类蜂窝夹芯结构四边形的边长长度,bi为n级类蜂窝夹芯结构八边形的边长长度;

依据单胞元原理,选取正方形单胞元,将仿鱼骨1/4夹芯结构作为相对密度函数推导的研究对象,具体推导过程如下:推导0级类蜂窝夹芯结构相对密度:由胞体围成的体积为:

式中:t为夹芯胞壁的厚度,单位为mm;l为胞体的高度,单位为mm;h0和b0分别为0级类蜂窝夹芯结构的四边形边长长度和八边形边长长度,单位为mm;

胞体的质量为:

3

式中:ρs为夹芯结构的密度,单位为kg/m;

胞元体等效实体模型所围成的四边形的体积为:等效体的质量为:

3

式中:ρce为夹芯结构的等效密度,单位为kg/m;

根据等效前后的质量守恒原理:mce=m0后得:根据0级类蜂窝夹芯结构的方法,推导一级类蜂窝夹芯结构相对密度函数为:式中:一级类蜂窝夹芯结构八边形边长长度为b1=b0,单位为mm;

依据上述推导方法,二级类蜂窝夹芯结构相对密度函数为:推导三级类蜂窝夹芯结构相对密度函数为:由上归纳总结可得:

综上所述,得出一种仿生层级类蜂窝夹芯结构相对密度函数为: