[发明专利]一种针对不规则元胞的三明治类复合结构设计方法

权利要求书

1.一种针对不规则元胞的三明治类复合结构设计方法，其特征在于：步骤如下：

1)根据不规则元胞的下底面的形状特征，选择不规则元胞的包络空间下底面形状；

2)根据不规则元胞的下底面的几何尺寸和已选择不规则元胞的包络空间下底面形状，计算不规则元胞的包络空间下底面尺寸；

3)根据不规则元胞的上顶面的形状特征，选择不规则元胞的包络空间上顶面形状；

4)根据不规则元胞的上顶面的几何尺寸和已选择不规则元胞的包络空间上顶面形状，计算不规则元胞的包络空间上顶面尺寸；

5)构建不规则元胞的包络空间；

6)根据三明治类复合结构设计参数，计算不规则元胞的布置密度，生成三明治类复合结构板；

7)将一块三明治复合结构板正置，一块三明治复合结构板倒置，相互不规则元胞的包络空间叠合，构成三明治类复合结构；

所述的步骤1)中选择不规则元胞的包络空间下底面形状方法如下，

2.1)若下底面为三个顶点图形，选择等边三角形作为不规则元胞的包络空间下底面形状；

2.2)若下底面为四个顶点图形，选择正四边形作为不规则元胞的包络空间下底面形状；

2.3)若下底面为五个及以上顶点图形，选择等边三角形或者正六边形作为不规则元胞的包络空间下底面形状；

所述的步骤2)中计算不规则元胞的包络空间下底面尺寸方法如下，

3.1)若下底面为三个顶点图形、包络空间下底面形状为等边三角形，选择下底面任意两个顶点间距离最长L0的作为包络空间下底面的等边三角形的边长Lt0，增大等边三角形边长，直到等边三角形完全包容不规则元胞的下底面时，边长为Lts；

3.2)若下底面为四个顶点图形、包络空间下底面形状为正四边形，选择下底面四个顶点构成的四边形图形的最长边长L0的作为包络空间下底面的正四边形的边长Lt0，增大正四边形边长，直到正四边形完全包容不规则元胞的下底面时，边长为Lts；

3.3)若下底面为五个及以上顶点图形，选择下底面任意两个顶点间最长距离L0作为等边三角形边长Lt0，增大等边三角形边长，直到等边三角形完全包容不规则元胞的下底面时，边长为Lts；选择下底面顶点构成的多边形图形的最长边长L0的作为包络空间下底面的正六边形的边长Lt0，增大正六边形边长，直到正六边形完全包容不规则元胞的下底面时，边长为Lts；计算等边三角形和正六边形面积大小，选择面积小的作为包络空间下底面；

所述的步骤3)中选择不规则元胞的包络空间上顶面形状方法如下，

4.1)若上顶面为三个顶点图形，选择等边三角形作为不规则元胞的包络空间上顶面形状；

4.2)若上顶面为四个顶点图形，选择正四边形作为不规则元胞的包络空间上顶面形状；

4.3)若上顶面为五个及以上顶点图形，选择等边三角形或者正六边形作为不规则元胞的包络空间上顶面形状；

所述的步骤4)中计算不规则元胞的包络空间上顶面尺寸方法如下，

5.1)若上顶面为三个顶点图形、包络空间上顶面形状为等边三角形，选择上顶面两个顶点间距离最长L0的作为包络空间上顶面的等边三角形的边长Lb0，增大等边三角形边长，直到等边三角形完全包容不规则元胞的上顶面时，边长为Lbs；

5.2)若上顶面为四个顶点图形、包络空间上顶面形状为正四边形，选择上顶面四个顶点构成的四边形图形的最长边长L0的作为包络空间上顶面的正四边形的边长Lb0，增大正四边形边长，直到正四边形完全包容不规则元胞的上顶面时，边长为Lbs；

5.3)若上顶面为五个及以上顶点图形，选择上顶面任意两个顶点间最长距离L0作为等边三角形边长Lb0，增大等边三角形边长，直到等边三角形完全包容不规则元胞的上顶面时，边长为Lbs；选择上顶面顶点构成的多边形图形的最长边长L0的作为包络空间上顶面的正六边形的边长Lb0，增大正六边形边长，直到正六边形完全包容不规则元胞的上顶面时，边长为Lbs；计算等边三角形和正六边形面积大小，选择面积小的作为包络空间上顶面；

所述的步骤5)中，对包络空间下底面和包络空间上顶面乘以扩充因子δ，将包络空间下底面边长Lbs和包络空间上顶面边长Lts放大δ倍，分别为Lb和Lt，构建不规则元胞的包络空间，增强包络空间的容差性；

所述的步骤6)中，计算不规则元胞的布置密度具体如下：根据三明治类复合结构设计参数即长度L1，宽度L2，若包络空间下底面为等边三角形，边长为Lb，则三明治类复合结构底板不规则元胞的水平布置密度

垂直布置密度f(x)为向下取整函数；三明治类复合结构顶板不规则元胞的水平布置密度ρ_tH1＝ρ_bH1，ρ_tH2＝ρ_bH2，垂直布置密度ρ_tV1＝ρ_bV1-1，ρ_tV2＝ρ_bV2+1；

所述的步骤6)中，计算不规则元胞的布置密度具体如下：根据三明治类复合结构设计参数即长度L1，宽度L2，若包络空间下底面为正四边形，边长为Lb，则三明治类复合结构底板不规则元胞的水平布置密度垂直布置密度f(x)为向下取整函数；三明治类复合结构顶板不规则元胞的水平布置密度ρ_tH1＝ρ_bH1-1，ρ_tH2＝ρ_bH2+1，垂直布置密度ρ_tV1＝ρ_bV1-1，ρ_tV2＝ρ_bV2+1；

所述的步骤6)中，计算不规则元胞的布置密度具体如下：根据三明治类复合结构设计参数即长度L1，宽度L2，若包络空间下底面为正六边形，边长为Lb，则三明治类复合结构底板不规则元胞的水平布置密度垂直布置密度ρ_bV2＝0,f(x)为向下取整函数；三明治类复合结构顶板不规则元胞的水平布置密度ρ_tH1＝ρ_bH1-1，垂直布置密度ρ_tV1＝0,ρ_tV2＝ρ_bV1-1。