[发明专利]一种折纸三重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，公开了一种折纸三重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；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。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三重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三重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三重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，构成第一吸能结构；

S5、将第一吸能结构进行Z向平移得到第二吸能结构，平移距离为h，第二吸能结构沿顺时针方向进行水平旋转φ角度，实现第一吸能结构的第二等边六边形与第二吸能结构的第一等边六边形重合；

S6、将第二吸能结构的第二等边六边形进行Z向平移得到第三等边六边，并确定其与第二吸能结构的点a、b、c、d、e、f对应的六个点a1、b1、c1、d1、e1、f1，平移距离为h1；

S6、以第三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φ1角度；

S7、将第二吸能结构的点a、b、c、d、e、f与点a1、b1、c1、d1、e1、f1一一对应进行直线连接，将第二吸能结构的点a、b、c、d、e、f与b1、c1、d1、e1、f1、a1一一对应进行直线连接；每三个首尾相连的连接线段构成一个三角形平面，所有三角形平面构成第三吸能结构；