[发明专利]一种低密度条件下高比吸能点阵构型

说明书

本发明提供一种低密度条件下高比吸能点阵构型，包括由上面板和下面板构成的支撑板；点阵芯材，安装在上面板和下面板之间，包括两件结构一致的X形杆件，每件X形杆件包括两根正交连接的斜杆，和分别位于连接点两侧张开端内的支撑杆，斜杆的两端形成与上面板和下面板接触的固定端，两件X形杆件通过两根斜杆的连接点正交卡接。本发明在面外压缩载荷作用下，点阵杆件保持面内变形模式，中心节点处杆件密度逐渐增大，杆件之间的摩擦与挤压作用进一步的提升了点阵结构峰后的承载能力，避免了压缩过程中杆件变形带来的承载能力的快速下降，并能够以较高的平台载荷平稳的吸收冲击带来的动能。

技术领域

本发明涉及轻质吸能结构领域，特别是涉及一种低密度条件下利用压缩过程中点阵结构杆件间的相互作用，来降低载荷峰后弱化现象的高比吸能点阵结构。

背景技术

轻质吸能结构可以应用于各种防护结构，如汽车、防护门等，实现低密度条件小的高比吸能一直以来都是轻质吸能结构所追寻的一个目标。目前的高比吸能点阵结构对于拉压主导点阵结构来说，严重的峰后弱化现象是其不利于吸能的主要原因，提升吸能效率的一个主要方法便是在适当降低峰值载荷的前提下显著降低峰后弱化现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种低密度条件下利用压缩过程中点阵结构杆件间的相互作用，来降低载荷峰后弱化现象的高比吸能点阵结构。

具体地，本发明提供一种低密度条件下高比吸能点阵构型，包括，

支撑板，包括上面板和下面板；

点阵芯材，安装在上面板和下面板之间，包括两件结构一致的X形杆件，每件X形杆件包括两根正交连接的斜杆，和分别位于连接点两侧张开端内的支撑杆，斜杆的两端通过弧形弯曲段向水平方向延伸，形成与上面板和下面板接触的固定端，且支撑杆与斜杆的连接处位于弧形弯曲段处，两件X形杆件通过两根斜杆的连接点正交卡接，支撑杆垂直于上面板和下面板。

相比于传统的点阵结构，本发明通过X形杆件与上下面板连接处的圆弧倒角设置，可将传统点阵结构拉压主导的变形模式转变为弯曲主导的变形模式，在面外压缩载荷作用下，点阵芯材保持面内变形模式，即支撑杆向内弯曲后与斜杆接触，中心节点处杆件密度逐渐增大，杆件之间的摩擦与挤压作用进一步的提升了点阵结构峰后的承载能力，避免了压缩过程中杆件变形带来的承载能力快速下降问题，并能够以较高的平台载荷平稳的吸收冲击带来的动能。

附图说明

图1是本发明一个实施方式的点阵构型示意图；

图2是本发明一个实施方式的点阵构型受压时的变形过程示意图；

图3是本发明一个实施方式的点阵构型的面外压缩实验应力应变曲线图；

图4是本发明一个实施方式的X形构件结构示意图。

具体实施方式

以下通过具体实施例和附图对本方案的具体结构和实施过程进行详细说明。

如图1所示，在本发明的一个实施方式中，公开一种低密度条件下高比吸能点阵构型，以下说明是以其中一个点阵作为示例进行说明的，构成整个构型中的所有点阵结构一致且相互独立。

具体的点阵构型包括由上面板11和下面板12形成上下两个表面的支撑板1，和安装在上面板11和下面板12之间的点阵芯材。

该支撑板1作为点阵构型的内表面和外表面，可以是平面或是弧形，多个相互独立的点阵芯材安装在两者之间，形成吸能层。