[发明专利]一种折纸肋板吸能结构的实现方法及结构

说明书

本发明涉及结构制造及计算机图像处理技术领域，公开了一种折纸肋板吸能结构的实现方法及结构，该实现方法包括以下步骤：S1、在一个三维坐标系X‑Y的平面中构建第一等边六边形，其逆时针方向上六个点依次为A、B、C、D、E、F；S2、将等边六边形进行Z向平移得到第二等边六边形，并确定其与点A、B、C、D、E、F相对应的六个点a、b、c、d、e、f，平移距离为h；S3、以第二等边六边形的中心为轴心将其沿顺时针方向进行水平旋转φ角度；S4、将点A、B、C、D、E、F和点a、b、c、d、e、f一一对应进行直线连接，并将B、C、D、E、F、A与点a、b、c、d、e、f一一对应进行直线连接。本发明的折纸结构具有良好的吸能特性。

技术领域

本发明涉及结构制造及计算机图像处理技术领域，特别是涉及一种折纸肋板吸能结构的实现方法及结构。

背景技术

吸能结构现有种类繁多，众多的研究者研发出不少的列车端部使用的吸能结构。如利用金属薄壁结构压缩变形的能量吸收装置、利用刀具刨削金属材料的能量吸收装置、利用液压的能量吸收装置，利用脆性金属破碎的能量吸收装置等。它们很多也同时被利用到了汽车、船舶、飞机等行业中。

众多的能量吸收结构中，金属薄壁结构在承受冲击载荷时可通过塑性变形，断裂等破损形式来耗散大量冲击动能，且成本低、比吸能效率高，是一种十分有效的能量吸收装置。圆管是传统的金属薄壁吸能结构，也是最有效，应用最广泛的吸能结构之一。

但是现有的以管状、蜂窝铝等为首的吸能结构有着两大缺点：

(1)撞击力初始峰值过高，会导致乘员发生“二次碰撞”，致使乘员与车辆客室内部结构如车辆座椅、桌面、侧墙、地板、车顶以及乘员之间发生撞击或乘员被抛出车外而造成伤亡；

(2)吸能量不足，碰撞中的巨大动能若不能尽量吸收充分，残余的动能将会使金属车体发生大的塑性变形，使车体结构遭受破坏令乘员失去生存空间从而引发乘员的伤亡。

发明内容

本发明的目的是提供一种折纸肋板吸能结构的实现方法及结构，实现方法简单快捷，而且结构不仅能压缩吸能，还能扭转吸能，适应碰撞的复杂情况。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种折纸肋板吸能结构的实现方法，包括以下步骤：

S1、在一个三维坐标系X-Y的平面中构建第一等边六边形，其逆时针方向上六个点依次为A、B、C、D、E、F；

S2、将等边六边形进行Z向平移得到第二等边六边形，并确定其与点A、B、C、D、E、F相对应的六个点a、b、c、d、e、f，平移距离为h；

S3、以第二等边六边形的中心为轴心将其沿顺时针方向进行水平旋转φ角度；

S4、将点A、B、C、D、E、F和点a、b、c、d、e、f一一对应进行直线连接，并将点B、C、D、E、F、A与点a、b、c、d、e、f一一对应进行直线连接；每三个首尾相连的连接线段构成一个三角形平面，所有三角形平面的参数相同；

S5、在点A、B、C、D、E、F和点a、b、c、d、e、f一一对应的直线上和其相邻的三角形平面上分别取一点，将三个点首尾相连构成一个肋板三角形平面，肋板三角形平面垂直于相邻两个三角形平面；

S6、第一等边六边形构成一个平面，并与所有三角形平面构成三维折纸结构。

作为优选方案，所述三角形平面ABa中的角B为38°，角a为30°。

作为优选方案，所述第一等边六边形的边长为L，各个点到其中心点的距离为r，三角形平面ABa满足以下公式：