CN111942564A - 一种梁式点阵结构及其微桁架结构 - Google Patents

Abstract

本申请具体涉及一种梁式点阵结构，包括：多个胞单元，相互连接；每个胞单元包括：八个单胞结构，相互连接；每个单胞结构包括：六个杆件，相互连接成四面体。此外，还涉及一种微桁架结构，包括：两层蒙皮，相对设置；上述的梁式点阵结构，支撑设置在两层蒙皮之间。

Description

一种梁式点阵结构及其微桁架结构

技术领域

本申请属于微桁架结构设计技术领域，具体涉及一种梁式点阵结构及其微桁架结构。

背景技术

微桁架结构由两层相对设置的蒙皮、支撑设置在该两层蒙皮间的梁式点阵结构构成，其中，在承受载荷时，两层相对设置蒙皮可起到分散载荷的作用，主要载荷由支撑设置在其间的梁式点阵结构传递、承载。

梁式点阵结构由多个相互连接的胞单元构成，每个胞单元为由多个杆件相互连接构成的具有一定形状的平面或空间结构，杆件能够有效传递、承受轴向载荷，基于此，微桁架结构中能够充分利用材料的强度，具有较大的刚度，以及具有相对较轻的质量。

基于现有的梁式点阵结构，如图1所示，微桁架结构对于垂直于蒙皮的载荷具有较高的承载效率，但在载荷施加不均匀或偏离垂直方向时，容易使局部杆件承受较大载荷，连接节点处发生断裂，以及发生总体失稳现象。

鉴于上述技术缺陷的存在提出本申请。

需注意的是，以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本申请的目的是提供一种梁式点阵结构及其微桁架结构，以克服或减轻已知存在的至少一方面的技术缺陷。

本申请的技术方案是：

一方面提供一种梁式点阵结构，包括：

多个胞单元，相互连接；每个胞单元包括：

八个单胞结构，相互连接；每个单胞结构包括：

六个杆件，相互连接成四面体。

根据本申请的至少一个实施例，上述的梁式点阵结构中，各个杆件间的连接节点处做强约束处理。

根据本申请的至少一个实施例，上述的梁式点阵结构中，每个杆件与与其相连的杆件之间呈60°。

另一方面提供一种微桁架结构，包括：

两层蒙皮，相对设置；

任一上述的梁式点阵结构，支撑设置在两层蒙皮之间。

根据本申请的至少一个实施例，上述的微桁架结构中，两层蒙皮、梁式点阵结构以增材制造技术制造而成。

本申请至少存在以下有益技术效果：

一方面提供一种梁式点阵结构，该梁式点阵结构中构成胞单元的单胞结构为由杆件组成的四面体结构，能够承受较大载荷，将该种形式的梁式点阵结构用于微桁架结构在承受不均匀或偏离蒙皮垂直方向的载荷时，具有较高稳定性，能够在一定程度上避免总体失稳现象，此外，该梁式点阵结构中采用四面体构型的单胞结构，可在不严重损伤力学性能的情况下，适应性的配合异形蒙皮将微桁架塑造成任意形状。

另一方面提供一种微桁架结构，其采用上述实施例公开的梁式点阵结构，在承受不均匀或偏离蒙皮垂直方向的载荷时，具有较高稳定性，能够在一定程度上避免总体失稳现象，此外，其梁式点阵结构中采用四面体构型的单胞结构，能够在不严重损伤力学性能的情况下适应性的配合异形蒙皮将微桁架塑造成任意形状。

附图说明

图1是现有梁式点阵结构的示意图；

图2是本申请实施例提供的胞单元的示意图；

图3是本申请实施例提供的单胞结构示意图；

图4是本申请实施例提供的梁式点阵结构连接节点处的示意图；

图5是本申请实施例提供的微桁架结构的示意图；

其中：

1-胞单元；2-单胞结构；3-杆件；4-蒙皮；5-梁式点阵结构。

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；此外，附图用于示例性说明，其中描述位置关系的用语仅限于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

具体实施方式

为使本申请的技术方案及其优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的技术方案作进一步清楚、完整的详细描述，可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅是本申请的部分实施例，其仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分，其他相关部分可参考通常设计，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合以得到新的实施例。

此外，除非另有定义，本申请描述中所使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内一般技术人员所理解的通常含义。本申请描述中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等表示方位的词语仅用以表示相对的方向或者位置关系，而非暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，当被描述对象的绝对位置发生改变后，其相对位置关系也可能发生相应的改变，因此不能理解为对本申请的限制。本申请描述中所使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似用语，仅用于描述目的，用以区分不同的组成部分，而不能够将其理解为指示或暗示相对重要性。本申请描述中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语，不应理解为对数量的绝对限制，而应理解为存在至少一个。本申请描述中所使用的“包括”或者“包含”等类似词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

此外，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，在本申请的描述中使用的“安装”、“相连”、“连接”等类似词语应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，领域内技术人员可根据具体情况理解其在本申请中的具体含义。

下面结合附图1至图5对本申请做进一步详细说明。

一方面提供一种梁式点阵结构，包括：

多个胞单元1，相互连接；每个胞单元1包括：

八个单胞结构2，相互连接；每个单胞结构2包括：

六个杆件3，相互连接成四面体。

对于上述实施例公开的梁式点阵结构，领域内技术人员可以理解的是，该梁式点阵结构可用于微桁架结构，在应用于微桁架结构时，支撑设置在两层蒙皮4之间。

对于上述实施例公开的梁式点阵结构，领域内技术人员还可以理解的是，该梁式点阵结构中构成胞单元1的单胞结构2为由杆件3组成的四面体结构，对此可以理解的是，四面体结构稳定性好，不容易发生变形，能够承受较大载荷，将该种形式的梁式点阵结构用于微桁架结构在承受不均匀或偏离蒙皮4垂直方向的载荷时，具有较高稳定性，能够在一定程度上避免总体失稳现象。

对于上述实施例公开的梁式点阵结构，领域内技术人员还可以理解的是，任意形状的物体均可以设计用四面体结构来组合填充，该梁式点阵结构中采用四面体构型的单胞结构2，能够在不严重损伤力学性能的情况下，适应性的配合异形蒙皮4将微桁架塑造成任意形状。

在一些可选的实施例中，上述的梁式点阵结构中，各个杆件3间的连接节点处做强约束处理。

对于上述实施例公开的梁式点阵结构，领域内技术人员可以理解的是，上述的连接节点指各个杆件3端部的连接位置，可理解的是该梁式点阵结构中存在多个连接节点，其连接节点多为6个杆件3端部的连接位置，对各个杆件3间的连接节点处做强约束处理，即将各个杆件3端部的连接位置做强约束处理，该强约束处理可以是设计各个连接节点位置处具有较厚的厚度，即增加各个连接节点位置处的材料，使其具有较大的刚度，以能够承受较大的载荷，避免发生断裂。

在一些可选的实施例中，上述的梁式点阵结构中，每个杆件3与与其相连的杆件3之间呈60°，即各个单胞结构2为正四面体结构。

另一方面提供一种微桁架结构，包括：

两层蒙皮4，相对设置；

任一上述的梁式点阵结构5，支撑设置在两层蒙皮4之间。

对于上述实施例公开的微桁架结构，领域内技术人员可以理解的是，其采用上述实施例公开的梁式点阵结构5，在承受不均匀或偏离蒙皮4垂直方向的载荷时，具有较高稳定性，能够在一定程度上避免总体失稳现象，此外，其梁式点阵结构中采用四面体构型的单胞结构2，能够在不严重损伤力学性能的情况下适应性的配合异形蒙皮4将微桁架塑造成任意形状。

在一些可选的实施例中，上述的微桁架结构中，两层蒙皮4、梁式点阵结构5以增材制造技术制造而成。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案，领域内技术人员应该理解的是，本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式，在不偏离本申请的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种梁式点阵结构，其特征在于，包括：

多个胞单元(1)，相互连接；每个所述胞单元(1)包括：

八个单胞结构(2)，相互连接；每个所述单胞结构(2)包括：

六个杆件(3)，相互连接成四面体。

2.根据权利要求1所述的梁式点阵结构，其特征在于，

各个所述杆件(3)间的连接节点处做强约束处理。

3.根据权利要求1所述的梁式点阵结构，其特征在于，

每个所述杆件(3)与与其相连的杆件(3)之间呈60°。

4.一种微桁架结构，其特征在于，包括：

两层蒙皮(4)，相对设置；

如权利要求1-3任一所述的梁式点阵结构(5)，支撑设置在两层所述蒙皮(4)之间。

5.根据权利要求4所述的微桁架结构，其特征在于，

两层所述蒙皮(4)、所述梁式点阵结构(5)以增材制造技术制造而成。

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