[发明专利]蜂窝结构及蜂窝吸能件

说明书

本申请属于吸能材料技术领域，提供了一种蜂窝结构，包括多个蜂窝单元，各蜂窝单元的外周围设有多个蜂窝单元，蜂窝单元包括至少两个孔格和至少两个连接部，至少两个孔格的孔径相异，孔径较大的孔格套设于孔径较小的孔格的外侧；相互嵌套的两个孔格之间具有间隙且通过两个连接部连接，两个连接部分别位于孔径较小的孔格的相对两侧；还提供了一种蜂窝吸能件，蜂窝吸能件具有蜂窝结构。本申请的蜂窝结构及蜂窝吸能件采用了由至少两个孔格嵌套而成的多个蜂窝单元组成，从而有效地解决了蜂窝结构的强度可调节范围小的技术问题，使得在实际工程应用中蜂窝结构的可调节强度的等级更加细化、可设计性更强。

技术领域

本申请属于吸能材料技术领域，更具体地说，是涉及一种蜂窝结构及蜂窝吸能件。

背景技术

随着中国高铁、城铁的飞速发展，便捷、高效的轨道交通已经成为许多人的出行首选，其安全防护显得至关重要。作为安全防护领域的一个重要课题，碰撞缓冲吸能一直广受关注，该领域发展至今已经衍生出液压、弹簧、金属切削、蜂窝等种类繁多的结构形式，其中蜂窝式吸能器由于轻质高强的优点在汽车及轨道交通等领域都有广泛的应用。蜂窝的制造工艺主要分为两种：拉伸法及成型法，拉伸法是指在铝箔片上每隔相同的宽度涂覆粘结剂，涂覆间隔为孔格边长的三倍，而涂覆宽度与孔格边长相等，依此逐层叠加铝箔片形成铝箔块，待粘结剂固化后将铝箔块拉伸形成蜂窝块，拉伸法适用于孔格较大且厚度较薄的蜂窝，因此采用拉伸法制备的蜂窝强度较低；成型法是指将铝箔片滚压或冲压成半六边形波纹片，然后在波纹片波峰面涂覆粘结剂，并逐层叠加，最终形成蜂窝块，成型法制备的蜂窝块一致性好，且可成型孔格孔径较小、壁厚较大的蜂窝，因此成型法可制备强度较高的蜂窝。

目前，应用最广泛的蜂窝为正六边形蜂窝，其平均压缩强度与孔格的厚度与边长的比值的幂次方成正比，因此如果想获得高强度的蜂窝，须减小孔格边长并增大壁厚，这给蜂窝的成型带来了很大困难，厚壁厚、小边长的波纹片成型精度较差，导致蜂窝一致性较差，同时边长过小也会导致粘结剂的涂覆面较小，使蜂窝在压缩时容易发生开裂，大大影响吸能性能。由于这些实际工艺的限制，目前所能制备的蜂窝的最高强度有限。而在工程应用中，往往要求吸能器尽量小型化轻量化，这就要求在满足吸能要求的情况下尽量减小吸能器的承载截面，对于蜂窝式吸能器，承载截面的减小意味着蜂窝强度的增大，为满足更高的吸能要求，须制造出更高强度的蜂窝。此外，不同的应用场合对蜂窝的强度要求也不同，因此蜂窝的强度应具有可调节性。对于普通蜂窝，虽然通过调节孔格边长及壁厚可以得到不同强度的蜂窝，但由于市面上铝箔厚度的限制及波纹片成型的工艺限制，蜂窝强度的可调节范围及调节间距非常有限。

发明内容

本申请的目的在于提供一种蜂窝结构及蜂窝吸能件，包括但不限于解决蜂窝结构的强度可调节范围小的技术问题。

为了实现上述目的，本申请提供了一种蜂窝结构，包括多个蜂窝单元，各所述蜂窝单元的外周围设有多个所述蜂窝单元，所述蜂窝单元包括至少两个孔格和至少两个连接部，至少两个所述孔格的孔径相异，孔径较大的孔格套设于孔径较小的孔格的外侧；相互嵌套的两个所述孔格之间具有间隙且通过两个所述连接部连接，两个所述连接部分别位于所述孔径较小的孔格的相对两侧。

可选地，所述孔格的横截面轮廓呈多边形，所述孔格的横截面轮廓包括对称设置的两条折线，所述折线由至少两条线段依次相接组成。

可选地，所述孔格的横截面轮廓呈圆形或梭形，所述孔格的横截面轮廓包括对称设置的两条弧线。

可选地，于相互嵌套的两个所述孔格中，其中一个所述孔格的横截面轮廓呈多边形，所述孔格的横截面轮廓包括对称设置的两条折线，所述折线由至少两条线段依次相接组成，另一个所述孔格的横截面轮廓呈圆形或梭形，所述孔格的横截面轮廓包括对称设置的两条弧线。

可选地，所述连接部从所述孔径较小的孔格的孔壁向外延伸，且所述连接部的厚度等于两倍所述孔壁的厚度。

本申请还提供了一种蜂窝吸能件，所述蜂窝吸能件具有上述蜂窝结构。