[发明专利]多级可控渐进吸能点阵结构

权利要求书

1.多级可控渐进吸能点阵结构，其特征在于，包括，

拼接杆件，包括两根X形正交连接的斜杆，在两根斜杆连接点水平方向的两侧分别设置有连接两根斜杆的竖杆，两根竖杆的连接位置相互对应且相互平行；

单胞结构，由两片拼接杆件的连接点通过正交嵌锁组装方式构成；

点阵结构，由多个单胞结构通过相邻斜杆端点在平面上相互连接形成，且各单胞结构的嵌锁处利用真空钎焊进行固定。

2.根据权利要求1所述的多级可控渐进吸能点阵结构，其特征在于，

还包括致密点阵结构，致密点阵结构包括两根与所述拼接杆件一致的补充杆件构成的补充单胞结构，补充单胞结构通过两侧斜杆的端点分别与所述点阵结构的斜杆端点嵌锁连接，而补充单胞结构的连接点则位于由周边四个所述点阵结构的斜杆围成的中心处。

3.根据权利要求2所述的多级可控渐进吸能点阵结构，其特征在于，

所述拼接杆件通过激光在不锈钢板上直接切割形成，且在同一排上的多个所述拼接杆件直接通过斜杆的端部连接在一起，所述斜杆和竖杆的截面为面积一致的正方形，在斜杆的端部设置有水平的支撑段。

4.根据权利要求3所述的多级可控渐进吸能点阵结构，其特征在于，

所述嵌锁的结构如下：在所述拼接杆件的连接点处设置有向连接点方向凹进的卡槽，两个所述拼接杆件通过卡槽相互对插后连接构成所述单胞结构。

在致密点阵结构中，所述补充杆件的连接点及顶支撑点处的斜杆连接点处分别设置有向顶支撑点方向开口的卡槽；

两个所述拼接杆件相互连接并作为底支撑点的斜杆连接点处，设置有向顶支撑点方向开口的卡槽，与该卡槽对应的顶支撑点处的两个所述拼接杆件的斜杆为断开结构，且断开距离与所述补充杆件的直径相同。

5.根据权利要求1所述的多级可控渐进吸能点阵结构，其特征在于，

所述真空钎焊的步骤如下：

步骤100，将Ni-7Gr-4.5Si-3.1B-3Fe钎焊焊料)均匀涂抹在所述点阵结构的所有卡槽连接节点处；

步骤200，再将点阵结构放入真空钎焊炉中，以15℃/min的加热速度加热至950℃，维持该温度30～60min让整个点阵结构受热均匀，再以20℃/min的加热速度加热至1050℃，并在2×10²Pa的气压下维持6-10min，然后自然冷却至室温；

步骤300，在钎焊过程中，由所述点阵结构的上下两面施加预定载荷，以保证焊接质量和降低热应力引起的翘曲现象。

6.根据权利要求1所述的多级可控渐进吸能点阵结构，其特征在于，

所述竖杆的固定位置及长度根据预定的应力要求调整，通过调整所述竖杆与所述斜杆的固定位置和对应长度，改变所述点阵结构在受力后塑性铰的形成位置，最终达到调整所述点阵结构的应力应变曲线的目的。

7.根据权利要求4所述的多级可控渐进吸能点阵结构，其特征在于，

所述点阵结构的密度需要满足如下条件：

所述点阵结构的相对密度为点阵结构的密度除以点阵结构母材的密度，

其中，斜杆的倾角ω＝45°，所有拼接杆件均为正方形截面，t为所述卡槽的宽度，w为所述拼接杆件的宽度，且t＝w，b为所述支撑段的长度，为所述卡槽的高度，h_tab为所述支撑段高出w的高度；l为所述斜杆的连接点至所述支撑段的距离，l₂为所述竖杆的长度；为所述卡槽底部的厚度；

进一步简化为：

忽略节点体积的影响，对于理想的点阵结构得到下式：

所述致密点阵结构的相对密度与所述点阵结构的周期数相关，则：

式中，n₁,n₂分别是所述致密点阵结构沿X和Y方向的胞元周期数，当n₁，n₂＞＞1时，