[發(fā)明專利]一種金屬不銹鋼梯度蜂窩芯及其制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110307161.5
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN112966353A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韋云峰;沈以赴;周益民;李發(fā)亮;張鎣;周心怡;宋慶松
• 申請（專利權(quán)）人: 鹽城輝途科技有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20;G06F113/10;G06F119/14
• 代理公司: 南京常青藤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32286
• 代理人: 毛洪梅

本發(fā)明公開了一種金屬不銹鋼梯度蜂窩芯及其制造方法，金屬不銹鋼梯度蜂窩芯，包括多個蜂窩胞元，蜂窩胞元內(nèi)部中空，沿著x軸或y軸所在的平面截取金屬不銹鋼梯度蜂窩芯，所截取的截面上的多個蜂窩胞元的壁厚相等；沿z軸所在平面截取金屬不銹鋼梯度蜂窩芯，所得到的截面上的蜂窩壁厚沿z軸方向呈單向正梯度變化，用于降低蜂窩芯在受到?jīng)_擊載荷時的初始峰值載荷且增加吸能能力。本發(fā)明采用單向正梯度設(shè)計(jì)或?qū)ΨQ正梯度設(shè)計(jì)，并采用3D打印技術(shù)進(jìn)行制造蜂窩芯，降低蜂窩芯在受到?jīng)_擊載荷時的初始峰值載荷且增加吸能能力，從而提高了蜂窩芯的安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及蜂窩芯制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種金屬不銹鋼梯度蜂窩芯及其制造方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中，應(yīng)用在吸能領(lǐng)域的蜂窩芯結(jié)構(gòu)大多數(shù)都是傳統(tǒng)六邊形蜂窩，其材料為金屬箔材，通過拉伸法、成型法制造而成，并且在面內(nèi)以及面外方向上的壁厚均是一致的。該類蜂窩芯在受到?jīng)_擊載荷的作用時，會產(chǎn)生較大的初始峰值載荷，而過高的初始峰值載荷極易造成蜂窩保護(hù)下的人或物的損害；除此之外，由于拉伸法和成型法存在的缺陷，會不可避免地導(dǎo)致制造出的傳統(tǒng)蜂窩出現(xiàn)各類缺陷，比如：單個胞元形狀偏差、各個胞元之間分離等，這些都會導(dǎo)致蜂窩的吸能能力大大降低。

現(xiàn)有技術(shù)中的梯度蜂窩基本上都是在面內(nèi)方向上進(jìn)行梯度設(shè)計(jì)，面內(nèi)方向上各層蜂窩之間的壁厚逐漸變化。該類梯度蜂窩在各層連接處相對薄弱，在受到?jīng)_擊載荷時容易破壞，從而造成吸能能力的下降，此外，該類蜂窩都是階梯式蜂窩，并不能將梯度蜂窩的優(yōu)勢完全發(fā)揮出來。

少數(shù)梯度蜂窩是進(jìn)行了面外方向上的梯度設(shè)計(jì)，使用VeroWhite等高分子材料進(jìn)行制作，在面外方向上蜂窩各處的壁厚依次變化，均不相等。該類梯度蜂窩由于高分子材料的性能特點(diǎn)，使得其在受到?jīng)_擊載荷時，更加容易發(fā)生脆性破壞并導(dǎo)致變形過程中的失穩(wěn)，不僅使得蜂窩的吸能能力降低，也存在著風(fēng)險(xiǎn)隱患。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種金屬不銹鋼梯度蜂窩芯及其制造方法，采用單向正梯度設(shè)計(jì)或?qū)ΨQ正梯度設(shè)計(jì)，并采用3D打印技術(shù)進(jìn)行制造，降低蜂窩芯在受到?jīng)_擊載荷時的初始峰值載荷且增加吸能能力，從而提高了蜂窩芯的安全性。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種金屬不銹鋼梯度蜂窩芯，包括多個蜂窩胞元，所述蜂窩胞元內(nèi)部中空，沿著x軸或y軸所在的平面截取所述金屬不銹鋼梯度蜂窩芯，所截取的截面上的多個蜂窩胞元的壁厚相等；沿z軸所在平面截取所述金屬不銹鋼梯度蜂窩芯，所得到的截面上的蜂窩壁厚沿z軸方向呈單向正梯度變化，用于降低蜂窩芯在受到?jīng)_擊載荷時的初始峰值載荷且增加吸能能力，所述金屬不銹鋼梯度蜂窩芯沿z軸方向上某處h_x的壁厚t的計(jì)算公式為：t＝t_max-(t_max-t_min)·(h_x/h)，

其中：t_min為所述金屬不銹鋼梯度蜂窩芯沿z軸方向上的最高點(diǎn)處的蜂窩壁厚，t_max為所述金屬不銹鋼梯度蜂窩芯沿z軸方向上的最低點(diǎn)處的蜂窩壁厚，h為所述金屬不銹鋼梯度蜂窩芯沿z軸方向上的最高點(diǎn)高度值。

優(yōu)先地，沿z軸所在平面截取所述金屬不銹鋼梯度蜂窩芯，所得到的截面上的蜂窩壁厚沿z軸方向還呈對稱正梯度變化，即所得到的截面上的蜂窩壁厚沿z軸中部呈軸對稱，所述金屬不銹鋼梯度蜂窩芯沿z軸方向上某處h_x的壁厚t的計(jì)算公式為：

當(dāng)h_x位于對稱軸上部，t＝t_min+(t_max-t_min)·(h_x/0.5h-1)；

當(dāng)h_x位于對稱軸下部，t＝t_max-(t_max-t_min)·(h_x/0.5h)。