[實用新型]一種初始層為圓形層的三角形共面緩沖結構

有效

• 申請號: 201320239527.0
• 申請日: 2013-05-06
• 公開（公告）號: CN203268652U
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）人: 孫德強;李國志;駱輝德;孫玉瑾
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: B65D81/03
• 分類號: B65D81/03
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

技術領域

本實用新型屬于緩沖包裝防護結構技術領域，具體涉及一種初始層為圓形層的三角形共面緩沖結構。?

背景技術

作為一種緩沖包裝防護用的多孔材料，規則三角形二維多孔材料因具有良好的緩沖、隔音、隔熱等性能在航空、包裝、軍事、建筑、交通、家具制造等領域內廣泛應用。規則的二維多孔材料按照構型不同，可分為三角形、四邊形、六邊形、斜方形、鉆石形等多種。根據共面受力時主導變形的應力種類的不同，規則的二維多孔材料可以分為彎曲應力為主和膜應力為主兩種。規則的二維多孔材料之所以具有良好的緩沖性能，因為其應力應變曲線在彈性階段變形過后密實化之前，會保持某一水平上下波動從而吸收大量能量，這一階段稱為“平臺區變形階段”，該階段的平均應力值稱之為“平均峰應力”。彎曲應力為主的緩沖材料在彈性變形末的初始峰應力接近于平均峰應力，而膜應力為主的緩沖材料在彈性階段末會達到很高的初始峰應力，而后發生屈曲應力急劇降低，最后圍繞平均峰應力水平上下波動直至密實。這樣的特征使得膜應力為主的緩沖材料在變形的初始會產生一個很大的沖擊反力，從而發生在沒有充分發揮其優良緩沖性能的情況下就導致被防護對象受損的情形。規則三角形二維多孔材料在共面方向上是一種典型的膜應力為主的共面緩沖結構材料，就具有這樣的特征。對于該材料，在實際應用中?必須采取措施，避免此種情形的發生。?

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種初始層為圓形層的三角形共面緩沖結構，解決了現有規則二維三角形多孔材料在實際應用中在沒有充分發揮其優良緩沖性能的情況下會導致被防護對象受損的問題。?

本實用新型所采用的技術方案是，一種初始層為圓形層的三角形共面緩沖結構，包括圓形初始層和圓形初始層下方設置的三角層。?

本實用新型的特點還在于，?

其中的三角層設置有兩層或兩層以上。?

其中的圓形初始層的特征單元的直徑等于三角層特征單元的邊長。?

其中的三角層的特征單元擴展角為60度。?

本實用新型的有益效果是，通過將靠近沖擊端的第一層三角形二維柵格用圓形二維柵格來取代，使其由膜應力為主的緩沖結構材料變為以彎曲應力為主的緩沖結構材料，使得材料沖擊過程中彈性變形末的初始峰應力接近于相應平均動態峰應力水平，從而避免了二維三角形共面緩沖結構材料在沒有充分發揮其優良緩沖性能的情況下就導致被防護對象受損的情形。?

附圖說明

圖1是規則二維三角形共面緩沖結構的結構和沖擊受力圖；?

圖2是v=5m/s時規則二維三角形緩沖結構共面沖擊應力應變曲線圖；?

圖3是v=10m/s時規則二維三角形緩沖結構共面沖擊應力應變曲線圖；?

圖4是v=15m/s時規則二維三角形緩沖結構材料共面沖擊應力應變曲線圖；?

圖5是本實用新型初始層為圓形層的緩沖結構的結構示意圖；?

圖6是v=5m/s時初始層為圓形層的緩沖結構共面沖擊應力應變曲線圖；?

圖7是v=10m/s時初始層為圓形層的緩沖結構共面沖擊應力應變曲線圖；?

圖8是v=15m/s時初始層為圓形層的緩沖結構共面沖擊應力應變曲線圖。?

圖中，1.圓形初始層，2.三角層。?

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型進行詳細說明。?

工程中通常使用的二維三角形共面緩沖結構是規則構型的，其結構和共面受力如圖1所示，垂直于紙面有一定的深度，上下相鄰兩層交錯排列，三角形特征單元的斜邊長為l，斜邊與底邊的夾角稱為擴展角θ=60°，均勻的單元壁厚為t，箭頭所指方向即為共面沖擊受力方向。試驗樣品的壁材選用應變率不敏感的“雙線性”應變硬化材料——某一鋁合金，其力學參數為：楊氏模量E_s=68.97GPa,屈服應力σ_ys=292MPa,正切剛度E_tan=689.7MPa,泊松比v_s=0.35，密度ρ_s=2700Kg/m³。取l=3mm、t=0.1mm，當沖擊體沖擊速度v分別為5、10和15m/s三個典型速度時，沖擊體與該種壁材的規則三角形二維共面緩沖結構材料之間相互作用的應力應變曲線分別如圖2-4所示，相應共面峰應力和初始峰應力值如表1所示。?

可見，其應力應變曲線在彈性變形末有一明顯的初始峰應力點，該點所對應的初始峰應力明顯高于后面平臺區的平均峰應力。這樣就很容易產生如前所述的，在沒有充分發揮其優良緩沖性能的情況下就導致被防護對象受損的情形。?