[发明专利]一种嵌套式类蜂窝夹层结构

权利要求书

1.一种嵌套式类蜂窝夹层结构，该结构横截面的最小单元是在八边形胞元结构的外层构建方形保护壁；

所述八边形胞元结构采用等壁厚的八边形蜂窝结构；所述方形保护壁采用对边等壁厚的四边形结构；

扩展的结构由有对角线的正方形和八边形边长长度一样的长的组合边长构成；

所述嵌套式类蜂窝夹层结构的验算方法：

在应用模型前应首先进行嵌套式类蜂窝夹芯结构力学等效模型的弹性常数推导，考虑类蜂窝夹芯结构胞元壁板的伸缩变形，利用经典梁弯曲理论、胡克定律和基于能量法的等效弹性常数计算方法对嵌套式类蜂窝夹芯结构的力学等效模型进行分析与求解，将蜂窝夹芯层每个方形-八边形嵌套构成的结构单元定义为细胞单元体，简称胞元；

a表示八边形边长，单位为mm，t表示八边形胞元厚度，单位为mm，t₁表示四边形y方向的胞元壁厚度，单位为mm，t₂表示四边形x方向的胞元壁厚度，单位为mm，θ表示不与四边形边长重合的八边形边长与四边形竖直边长的夹角，单位为°；

步骤一，根据梁弯曲理论和胡克定律推导嵌套式类蜂窝夹芯结构的力学参数即等效弹性常数：

根据泊松比的定义，可得嵌套式类蜂窝夹芯结构在x方向上的等效泊松比V_cx为：

根据弹性模量的定义，可得嵌套式类蜂窝夹芯结构在x方向上的等效弹性模量E_cx为：

根据泊松比的定义，可知嵌套式类蜂窝夹芯在y方向上的等效泊松比V_cy为：

根据弹性模量的定义，可知嵌套式类蜂窝夹芯在y方向上的等效弹性模量E_cy：

步骤二，采用基于能量法的等效弹性常数计算方法推导嵌套式类蜂窝夹芯的力学参数：

根据能量法，可得嵌套式类蜂窝夹芯结构在x方向上的等效弹性模量E_cx为：

根据能量法，可得嵌套式类蜂窝夹芯结构在x方向上的等效弹性模量E_cy为：

步骤三，嵌套式类蜂窝夹层材料的等效剪切模量G_cxy的推导：

剪切模量G_cxy为：

步骤四，嵌套式类蜂窝夹层结构的等效密度计算：

两种方法推导得到适合工程应用的嵌套式类蜂窝夹芯结构的各个等效弹性常数表达式为：

各符号含义为：E_cx和E_cy为蜂窝夹芯在x、y方向上的等效弹性模量，单位为MPa；E_s为夹芯材料的弹性模量，单位为MPa；V_cx和V_cy是蜂窝夹芯在x、y方向上的等效泊松比；G_cxy蜂窝夹芯在xy平面内的等效剪切模量，单位为MPa；ρ_s为夹芯材料的密度，单位为kg/m³；ρ_ce为夹芯材料的等效密度，单位为kg/m³。