[发明专利]一种由连续线材绕制的三维点阵结构

说明书

本发明公开了一种由连续线材绕制的三维点阵结构，包括连续线材和缠绕而成的节点，多个节点沿横向构成横节点组，横节点组沿纵向构成节点阵列面，相邻的两个横节点组中，由三个或四个节点组成节点单元；节点阵列面设置有多层，相互间隔的两个节点阵列面上的节点单元相互对应，相互对应的节点单元与二者之间的一个节点构成胞体单元；连续线材包括沿贯穿节点阵列面的方向依次连接胞体单元的第一连续线材，胞体单元上，第一连续线材依次绕过第一节点、中间节点和与第一节点相对应的第二节点；在节点阵列面的横纵方向上，绕过相邻两个胞体单元之间的共有节点处的第一连续线材相互缠绕。本发明具有结构设计合理，连接简洁，整体连接强度高等优点。

技术领域

本发明涉及点阵材料技术领域，特别的涉及一种由连续线材绕制的三维点阵结构。

背景技术

通常，金属泡沫已知为典型的网格轻质结构。该金属泡沫是通过在液态或半固态金属的内部产生气泡（闭孔）或通过将金属浇铸到由发泡树脂制成的模具中（开孔）来制造的。

然而，这些金属泡沫具有相对差的机械性能，例如强度和刚度。另外，由于其制造成本高，除了特殊目的，例如空间工业或航空工业之外，其不能广泛地用在实践中。

作为上述金属泡沫的替代材料，具有周期桁架网格的开孔式轻质结构已被开发出来。通过精确的数学和机械分析对该开孔式轻质结构进行设计以便使其具有最佳的强度和刚度，并因此使其具有良好的机械性能。中国专利文献记载的发明专利“由连续线材直接编织的三维网格轻质结构及其制造方法”，其申请号为200480032465X，其公开的网格轻质结构，由六个定向线材组在三维空间中以60或120度角相互交叉，由此构造与标准Octet或Kagome桁架相似的具有例如强度、刚度等的良好机械性能的结构。但是，该结构中的连续线材均沿直线延伸设置，并在节点处相互交叉，完全依靠焊接或胶水进行相互连接，使得整体结构受到焊接或胶水连接强度的限制，而且该结构整体复杂，不易根据使用需要进行结构简化。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种结构设计合理，连接简洁，整体连接强度高的由连续线材绕制的三维点阵结构。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种由连续线材绕制的三维点阵结构，其特征在于，包括连续线材和由所述连续线材在空间相互交错或缠绕而形成的节点，在同一平面上，多个所述节点沿横向排布构成横节点组，多个所述横节点组沿纵向排布构成节点阵列面；所述节点阵列面上任意相邻的两个所述横节点组中，其中一个所述横节点组上的两个相邻的节点与另一个所述横节点组上的一个节点或两个相邻的节点组成呈三角形或四边形的节点单元；多个所述节点阵列面相互平行地设置有多层，位于任一所述节点阵列面两侧的两个所述节点阵列面上的节点单元相互对应，且相互对应的两个节点单元上的节点一一对应，且两个相互对应的节点单元与位于二者之间的所述节点阵列面上的一个节点构成胞体单元；所述连续线材包括沿贯穿所述节点阵列面的方向依次连接所述胞体单元的第一连续线材，且任一所述胞体单元上，任一所述第一连续线材依次绕过其中一个节点单元上的第一节点、位于中部的中间节点和另一个节点单元上的第二节点，所述中间节点位于所述第一节点和第二节点的连线外，使所述第一连续线材在所述胞体单元内连接呈“𡿨”字形；在所述节点阵列面的横向和纵向方向上，绕过相邻两个所述胞体单元之间的共有节点处的所述第一连续线材相互缠绕形成所述节点。