CN115195225B - 一种抗爆炸冲击点阵夹芯板及其制备方法 - Google Patents

一种抗爆炸冲击点阵夹芯板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗爆炸冲击点阵夹芯板及其制备方法，其中抗爆炸冲击点阵夹芯板包括第一基板、第二基板和点阵芯层，第一基板平行于第二基板，点阵芯层位于第一基板与第二基板之间。点阵芯层包括矩形阵列分布成一层的多个胞元结构，胞元结构包括中间节点、第一直杆、第一斜杆、第二直杆和第二斜杆。相比于现有技术，本发明通过将金字塔结构与直杆相结合，并进行节点增强，能够有效地避免爆炸冲击载荷作用下夹芯板的孔蚀效应，降低点阵夹芯板在承受冲击时的最大位移响应，从而提高抗爆炸冲击性能。

Description

一种抗爆炸冲击点阵夹芯板及其制备方法
技术领域
本发明涉及点阵夹芯板技术领域，特别是涉及一种抗爆炸冲击点阵夹芯板及其制备方法。
背景技术
点阵夹芯板是一种轻质多功能结构，由上、下面板及中间低密度芯层组成，相比于实体结构，其具有高比强度、高比刚度、多功能性等多方面优势。对于具有相同重量的点阵结构与实体材料，在冲击载荷作用下，点阵结构的最大位移响应要明显低于实体材料，抗冲击性能更好。
现有的抗爆炸冲击点阵夹芯板的缺点在于：点阵结构较局限，不能最大限度的减少爆炸冲击影响以及孔蚀效应；传统的制备方法如冲压折叠法、电火花切割法等，其制备成本高，制备效率较低，材料利用率低，且夹芯层与面板的连接强度不够，影响抗弹抗爆性能；新兴制备方法如高能束增材制造法，其成形效率低，原材料以及成型设备价格高昂，受限于成形舱的尺寸，无法制备大尺寸点阵夹芯板。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗爆炸冲击点阵夹芯板及其制备方法，以提高抗爆炸冲击性能。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明公开了一种抗爆炸冲击点阵夹芯板，包括第一基板、第二基板和点阵芯层，所述第一基板平行于所述第二基板，所述点阵芯层位于所述第一基板与所述第二基板之间；
所述点阵芯层包括矩形阵列分布成一层的多个胞元结构，所述胞元结构包括中间节点、第一直杆、第一斜杆、第二直杆和第二斜杆；对于每个所述胞元结构，至少有一个所述第一斜杆的第一端与一相邻所述胞元结构的所述第一斜杆的第一端固连，形成第一节点；对于每个所述胞元结构，至少有一个所述第二斜杆的第一端与一相邻所述胞元结构的所述第二斜杆的第一端固连，形成第二节点；所述第一直杆的第一端、所述第一节点均与所述第一基板固连，所述第一直杆的第二端、所述第一斜杆的第二端均与所述中间节点固连；所述第二直杆的第一端、所述第二节点均与所述第二基板固连，所述第二直杆的第二端、所述第二斜杆的第二端均与所述中间节点固连；所述第一直杆与所述第二直杆同轴，所述第一直杆与所述第一基板垂直；所述第一斜杆包括四个，四个所述第一斜杆以所述第一直杆为中心均布，四个所述第一斜杆组成尖端朝向所述中间节点的第一锥形杆组；所述第二斜杆包括四个，四个所述第二斜杆以所述第二直杆为中心均布，四个所述第二斜杆组成尖端朝向所述中间节点的第二锥形杆组。
优选地，所述中间节点为圆柱节点，所述圆柱节点与所述第一直杆同轴。
优选地，所述第一直杆的第二端与所述圆柱节点的底面固连，所述第一斜杆的第二端与所述圆柱节点的侧面固连，所述第二直杆的第二端、所述第二斜杆的第二端均与所述圆柱节点的顶面固连。
优选地，所述第一直杆的直径大于所述第二直杆的直径。
本发明还公开了一种抗爆炸冲击点阵夹芯板的制备方法，用于制备上述的抗爆炸冲击点阵夹芯板，包括如下步骤：
S1、通过电弧熔丝增材制造的方式，在所述第一基板上形成所述第一直杆和所述第一斜杆；
S2、通过电弧熔丝增材制造的方式，形成所述中间节点；
S3、通过电弧熔丝增材制造的方式，在所述中间节点上形成所述第二直杆和所述第二斜杆，得到所述胞元结构；
S4、重复步骤S1～步骤S3，以在已制备的所述胞元结构附近，再相邻制备一个所述胞元结构，通过电弧熔丝增材制造的方式，在已制备的所述胞元结构和新制备的所述胞元结构之间形成所述第一节点和所述第二节点；
S5、重复步骤S4，直至得到预设数量的所述胞元结构，至此得到所述点阵芯层；
S6、在所述第二基板上开孔，将所述第二节点放入孔中，通过电弧熔丝增材制造的方式，在所述第二节点与所述第二基板之间形成加强节点，得到所述抗爆炸冲击点阵夹芯板。
优选地，所述电弧熔丝增材制造的方式为：将金属丝向前送进，通过焊枪发散的电弧作为热源，使所述金属丝的前端在深入电弧区域时受热熔化，形成金属熔滴，所述金属熔滴受到电弧力的作用从所述金属丝上下落，经过多个所述熔滴的连续堆叠、凝固的制造方式。
优选地，所述金属丝在送丝铜管中送进，所述焊枪的尖端为钨极，所述钨极用于发散电弧。
优选地，制备所述第一斜杆和所述第二斜杆时，电弧熔丝增材制造的基值电流为5A～10A，峰值电流为270A，送丝速度520mm/min，采用梯度脉冲频率：0.1HZ——0.5HZ——1HZ——2HZ；
制备所述第一直杆时，电弧熔丝增材制造的基值电流为28A，峰值电流为288A，送丝速度为610mm/min，采用梯度脉冲频率：0.1HZ——0.5HZ——1HZ——2HZ；
制备所述第二直杆时：电弧熔丝增材制造的基值电流14A，峰值电流为120A，送丝速度为574mm/min，采用梯度脉冲频率：0.1HZ——0.5HZ——1HZ——2HZ。
优选地，制备所述中间节点时，电弧熔丝增材制造的基值电流为30A，峰值电流为300A，送丝速度为1200mm/min，采用固定脉冲频率3.7HZ；
制备所述第一节点时，电弧熔丝增材制造的基值电流为4A，峰值电流为155A，送丝速度为400mm/min，采用固定脉冲频率4.5HZ；
制备所述第二节点时，电弧熔丝增材制造的基值电流为4A，峰值电流为155A，送丝速度为400mm/min，采用固定脉冲频率4.5HZ；
制备所述加强节点时，电弧熔丝增材制造的基值电流为30A，峰值电流为300A，送丝速度为1200mm/min，采用固定脉冲频率3.7HZ。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明的抗爆炸冲击点阵夹芯板中，第一锥形杆组和第二锥形杆组的形状类似于金字塔结构，通过将金字塔结构与直杆相结合，并进行节点增强，能够有效地避免爆炸冲击载荷作用下夹芯板的孔蚀效应，降低点阵夹芯板在承受冲击时的最大位移响应，从而提高抗爆炸冲击性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为胞元结构的示意图；
图2为第一斜杆制备过程图；
图3为中间节点制备过程图；
图4为第一基板与点阵芯层的位置关系图；
图5为本实施例抗爆炸冲击点阵夹芯板的示意图；
附图标记说明：1-第一基板；2-第一斜杆Ⅰ；3-第一直杆；4-第一斜杆Ⅱ；5-第一斜杆Ⅲ；6-第一斜杆Ⅳ；7-中间节点；8-第二斜杆Ⅰ；9-第二直杆；10-第二斜杆Ⅱ；11-第二斜杆Ⅲ；12-第二斜杆Ⅳ；13-第一节点；14-第二节点；15-点阵芯层；16-第二基板；17-加强节点；18-焊枪；19-送丝铜管；20-金属丝。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种抗爆炸冲击点阵夹芯板及其制备方法，以提高抗爆炸冲击性能。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
参照图1、图4及图5，本实施例提供一种抗爆炸冲击点阵夹芯板，包括第一基板1、第二基板16和点阵芯层15，第一基板1平行于第二基板16，点阵芯层15位于第一基板1与第二基板16之间。
其中，点阵芯层15包括矩形阵列分布成一层的多个胞元结构，胞元结构包括中间节点7、第一直杆3、第一斜杆、第二直杆9和第二斜杆。对于每个胞元结构，至少有一个第一斜杆的第一端与一相邻胞元结构的第一斜杆的第一端固连，形成第一节点13。对于每个胞元结构，至少有一个第二斜杆的第一端与一相邻胞元结构的第二斜杆的第一端固连，形成第二节点14。第一直杆3的第一端、第一节点13均与第一基板1固连，第一直杆3的第二端、第一斜杆的第二端均与中间节点7固连。第二直杆9的第一端、第二节点14均与第二基板16固连，第二直杆9的第二端、第二斜杆的第二端均与中间节点7固连。第一直杆3与第二直杆9同轴，第一直杆3与第一基板1垂直。第一斜杆包括四个，分别为第一斜杆Ⅰ2、第一斜杆Ⅱ4、第一斜杆Ⅲ5和第一斜杆Ⅳ6，四个第一斜杆以第一直杆3为中心均布，四个第一斜杆组成尖端朝向中间节点7的第一锥形杆组。第二斜杆包括四个，分别为第二斜杆Ⅰ8、第二斜杆Ⅱ10、第二斜杆Ⅲ11和第二斜杆Ⅳ12，四个第二斜杆以第二直杆9为中心均布，四个第二斜杆组成尖端朝向中间节点7的第二锥形杆组。
该抗爆炸冲击点阵夹芯板在承受冲击时，冲击力可以分解为沿第一基板1法方向的力和垂直于第一基板1法方向的力。第一直杆3和第二直杆9主要用于承受沿第一基板1法方向的力。第一斜杆和第二斜杆既能够承受沿第一基板1法方向的力，又能够承受垂直于第一基板1法方向的力。第一节点13既能够将力在相邻胞元结构之间传递，又能够将力在第一基板1与胞元结构之间传递。第二节点14既能够将力在相邻胞元结构之间传递，又能够将力在第二基板16与胞元结构之间传递。其中，第一锥形杆组和第二锥形杆组的形状类似于金字塔结构。本实施例将金字塔结构与直杆相结合，并进行节点增强，能够有效地避免爆炸冲击载荷作用下夹芯板的孔蚀效应，降低点阵夹芯板在承受冲击时的最大位移响应，从而提高抗爆炸冲击性能。
以第二基板16为迎爆面板(抵御外部爆炸冲击载荷一侧)，以第一基板1为背板，对本实施例的抗爆炸冲击点阵夹芯板进行抗爆性能冲击实验。第一基板1和第二基板16的厚度均是5mm，胞元共4*4＝16个。炸药(TNT当量1kg)在距离第二基板16中心的150mm处起爆，试验试件和爆炸载荷为轴对称。实验结果显示，从中心挠度峰值数值和平稳后的中心挠度值来看，第二基板16的形变明显大于第一基板1的形变，第二基板16的塑性变形明显大于第一基板1的塑性变形。因此，除了第二基板16吸收了较多的爆炸冲击的能量外，点阵芯层15也起到了明显的能量吸收作用。第二基板16的中心挠度峰值为30.5mm，第一基板1的中心挠度峰值为21.6mm，大约为第二基板16中心挠度的70％。该抗爆炸冲击点阵夹芯板的中心点瞬时最大位移比传统金字塔点阵夹芯板(相同胞元个数)小50％，可知其抗爆性能比传统夹芯板抗爆性能更好。
在吸能效果方面，本实施例的抗爆炸冲击点阵夹芯板的面比吸能(ASEA)结果显示为2.952KJ·m2/kg，远高于传统金字塔点阵夹芯板的ASEA(0.015KJ·m2/kg)。因此，本实施例的抗爆炸冲击点阵夹芯板具有更好的吸能特性，其抗爆性能更优越。
参照图1、图4及图5，作为一种可能的示例，中间节点7为圆柱节点，圆柱节点与第一直杆3同轴。根据实际需要的不同，本领域技术人员也可选择其它形状的中间节点7。
参照图1、图4及图5，作为一种可能的示例，第一直杆3的第二端与圆柱节点的底面固连，第一斜杆的第二端与圆柱节点的侧面固连，第二直杆9的第二端、第二斜杆的第二端均与圆柱节点的顶面固连。
参照图1、图4及图5，作为一种可能的示例，第一直杆3的直径大于第二直杆9的直径。由于第二直杆9的第二端、第二斜杆的第二端均与圆柱节点的顶面固连，而圆柱节点的顶面面积有限，故可将第二直杆9的直径适当减小。
参照图2、图3，本实施例还提供一种抗爆炸冲击点阵夹芯板的制备方法，用于制备上述的抗爆炸冲击点阵夹芯板，包括如下步骤：
S1、通过电弧熔丝增材制造的方式，在第一基板1上形成第一直杆3和第一斜杆。具体可按照第一斜杆Ⅰ2、第一直杆3、第一斜杆Ⅱ4、第一斜杆Ⅲ5、第一斜杆Ⅳ6的顺序依次制备。
S2、通过电弧熔丝增材制造的方式，形成中间节点7。
S3、通过电弧熔丝增材制造的方式，在中间节点7上形成第二直杆9和第二斜杆，得到胞元结构。具体可按照第二斜杆Ⅰ8、第二直杆9、第二斜杆Ⅱ、第二斜杆Ⅲ和第二斜杆Ⅳ12的顺序依次制备。
S4、重复步骤S1～步骤S3，以在已制备的胞元结构附近，再相邻制备一个胞元结构，通过电弧熔丝增材制造的方式，在已制备的胞元结构和新制备的胞元结构之间形成第一节点13和第二节点14。
S5、重复步骤S4，直至得到预设数量的胞元结构，至此得到点阵芯层15。
S6、在第二基板16上开孔，将第二节点14放入孔中，通过电弧熔丝增材制造的方式，在第二节点14与第二基板16之间形成加强节点17，得到抗爆炸冲击点阵夹芯板。
需要说明的是，由于采用电弧熔丝增材制造的方式，本实施例的抗爆炸冲击点阵夹芯板整体为金属材质。
本实施例中，电弧熔丝增材制造的方式为：将金属丝20向前送进，通过焊枪18发散的电弧作为热源，使金属丝20的前端在深入电弧区域时受热熔化，形成金属熔滴，金属熔滴受到电弧力的作用从金属丝20上下落，经过多个熔滴的连续堆叠、凝固的制造方式。
作为一种可能的示例，金属丝20在送丝铜管19中送进，焊枪18的尖端为钨极，钨极用于发散电弧。
作为一种可能的示例，制备第一斜杆和第二斜杆时，电弧熔丝增材制造的基值电流为5A～10A，峰值电流为270A，送丝速度520mm/min，采用梯度脉冲频率：0.1HZ——0.5HZ——1HZ——2HZ。制备第一直杆3时，电弧熔丝增材制造的基值电流为28A，峰值电流为288A，送丝速度为610mm/min，采用梯度脉冲频率：0.1HZ——0.5HZ——1HZ——2HZ。制备第二直杆9时：电弧熔丝增材制造的基值电流14A，峰值电流为120A，送丝速度为574mm/min，采用梯度脉冲频率：0.1HZ——0.5HZ——1HZ——2HZ。
作为一种可能的示例，制备中间节点7时，电弧熔丝增材制造的基值电流为30A，峰值电流为300A，送丝速度为1200mm/min，采用固定脉冲频率3.7HZ。制备第一节点13时，电弧熔丝增材制造的基值电流为4A，峰值电流为155A，送丝速度为400mm/min，采用固定脉冲频率4.5HZ。制备第二节点14时，电弧熔丝增材制造的基值电流为4A，峰值电流为155A，送丝速度为400mm/min，采用固定脉冲频率4.5HZ。制备加强节点17时，电弧熔丝增材制造的基值电流为30A，峰值电流为300A，送丝速度为1200mm/min，采用固定脉冲频率3.7HZ。
本实施例的抗爆炸冲击点阵夹芯板的制备方法，以电弧熔丝增材制造技术为基础，对金属杆采用梯度频率制造工艺，对加强节点采用固定频率，有效改进了点阵胞元金属杆的制造缺陷，提高了制造效率。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种抗爆炸冲击点阵夹芯板，其特征在于，包括第一基板、第二基板和点阵芯层，所述第一基板平行于所述第二基板，所述点阵芯层位于所述第一基板与所述第二基板之间；
所述点阵芯层包括矩形阵列分布成一层的多个胞元结构，所述胞元结构包括中间节点、第一直杆、第一斜杆、第二直杆和第二斜杆；对于每个所述胞元结构，至少有一个所述第一斜杆的第一端与一相邻所述胞元结构的所述第一斜杆的第一端固连，形成第一节点；对于每个所述胞元结构，至少有一个所述第二斜杆的第一端与一相邻所述胞元结构的所述第二斜杆的第一端固连，形成第二节点；所述第一直杆的第一端、所述第一节点均与所述第一基板固连，所述第一直杆的第二端、所述第一斜杆的第二端均与所述中间节点固连；所述第二直杆的第一端、所述第二节点均与所述第二基板固连，所述第二直杆的第二端、所述第二斜杆的第二端均与所述中间节点固连；所述第一直杆与所述第二直杆同轴，所述第一直杆与所述第一基板垂直；所述第一斜杆包括四个，四个所述第一斜杆以所述第一直杆为中心均布，四个所述第一斜杆组成尖端朝向所述中间节点的第一锥形杆组；所述第二斜杆包括四个，四个所述第二斜杆以所述第二直杆为中心均布，四个所述第二斜杆组成尖端朝向所述中间节点的第二锥形杆组；
所述中间节点为圆柱节点，所述圆柱节点与所述第一直杆同轴；
所述第一直杆的第二端与所述圆柱节点的底面固连，所述第一斜杆的第二端与所述圆柱节点的侧面固连，所述第二直杆的第二端、所述第二斜杆的第二端均与所述圆柱节点的顶面固连；
所述第一直杆的直径大于所述第二直杆的直径。
2.一种抗爆炸冲击点阵夹芯板的制备方法，用于制备如权利要求1所述的抗爆炸冲击点阵夹芯板，其特征在于，包括如下步骤：
S1、通过电弧熔丝增材制造的方式，在所述第一基板上形成所述第一直杆和所述第一斜杆；
S2、通过电弧熔丝增材制造的方式，形成所述中间节点；
S3、通过电弧熔丝增材制造的方式，在所述中间节点上形成所述第二直杆和所述第二斜杆，得到所述胞元结构；
S4、重复步骤S1～步骤S3，以在已制备的所述胞元结构附近，再相邻制备一个所述胞元结构，通过电弧熔丝增材制造的方式，在已制备的所述胞元结构和新制备的所述胞元结构之间形成所述第一节点和所述第二节点；
S5、重复步骤S4，直至得到预设数量的所述胞元结构，至此得到所述点阵芯层；
S6、在所述第二基板上开孔，将所述第二节点放入孔中，通过电弧熔丝增材制造的方式，在所述第二节点与所述第二基板之间形成加强节点，得到所述抗爆炸冲击点阵夹芯板。
3.根据权利要求2所述的抗爆炸冲击点阵夹芯板的制备方法，其特征在于，所述电弧熔丝增材制造的方式为：将金属丝向前送进，通过焊枪发散的电弧作为热源，使所述金属丝的前端在深入电弧区域时受热熔化，形成金属熔滴，所述金属熔滴受到电弧力的作用从所述金属丝上下落，经过多个所述熔滴的连续堆叠、凝固的制造方式。
4.根据权利要求3所述的抗爆炸冲击点阵夹芯板的制备方法，其特征在于，所述金属丝在送丝铜管中送进，所述焊枪的尖端为钨极，所述钨极用于发散电弧。
5.根据权利要求4所述的抗爆炸冲击点阵夹芯板的制备方法，其特征在于，
制备所述第一斜杆和所述第二斜杆时，电弧熔丝增材制造的基值电流为5A～10A，峰值电流为270A，送丝速度520mm/min，采用梯度脉冲频率：0.1HZ——0.5HZ——1HZ——2HZ；
制备所述第一直杆时，电弧熔丝增材制造的基值电流为28A，峰值电流为288A，送丝速度为610mm/min，采用梯度脉冲频率：0.1HZ——0.5HZ——1HZ——2HZ；
制备所述第二直杆时：电弧熔丝增材制造的基值电流14A，峰值电流为120A，送丝速度为574mm/min，采用梯度脉冲频率：0.1HZ——0.5HZ——1HZ——2HZ。
6.根据权利要求4所述的抗爆炸冲击点阵夹芯板的制备方法，其特征在于，
制备所述中间节点时，电弧熔丝增材制造的基值电流为30A，峰值电流为300A，送丝速度为1200mm/min，采用固定脉冲频率3.7HZ；
制备所述第一节点时，电弧熔丝增材制造的基值电流为4A，峰值电流为155A，送丝速度为400mm/min，采用固定脉冲频率4.5HZ；
制备所述第二节点时，电弧熔丝增材制造的基值电流为4A，峰值电流为155A，送丝速度为400mm/min，采用固定脉冲频率4.5HZ；
制备所述加强节点时，电弧熔丝增材制造的基值电流为30A，峰值电流为300A，送丝速度为1200mm/min，采用固定脉冲频率3.7HZ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ2022469A3 (cs) * 2022-11-13 2023-10-04 Posedla s.r.o. 3D tištěný materiál s variabilně flexibilní vnitřní strukturou, zejména pro výrobu sportovního vybavení

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106969678A (zh) * 2017-03-17 2017-07-21 武汉大学 用于水下爆炸消能的伸缩式柔性四棱锥夹芯结构
CN107498948A (zh) * 2017-08-21 2017-12-22 哈尔滨工程大学 一种多层梯度点阵夹芯板及其制备方法
CN107843136A (zh) * 2017-09-29 2018-03-27 北京空间飞行器总体设计部 一种基于增材制造的相变储能装置点阵夹层结构
CN110560837A (zh) * 2019-08-05 2019-12-13 华中科技大学 一种电弧熔丝增材制造金属点阵结构的方法及产品
CN110773838A (zh) * 2019-11-11 2020-02-11 北京理工大学 一种金属多层点阵夹芯板的增材制造方法
CN111301717A (zh) * 2019-12-27 2020-06-19 北京空间技术研制试验中心 载人航天器密封舱舱壁结构
CN113042754A (zh) * 2021-03-07 2021-06-29 西北工业大学 金属微滴3d打印成型轻质点阵夹芯板轨迹规划方法
CN113427850A (zh) * 2021-06-22 2021-09-24 哈尔滨工程大学 一种简易装配金字塔点阵夹芯结构及其制备方法
CN114055858A (zh) * 2021-10-27 2022-02-18 湖南大学 一种基于梯度加强筋触发的复合材料波纹夹芯结构
WO2022042580A1 (zh) * 2020-08-29 2022-03-03 南京航空航天大学 梯度点阵吸能结构及其可编程刚度的手性胞元、3d打印方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106969678A (zh) * 2017-03-17 2017-07-21 武汉大学 用于水下爆炸消能的伸缩式柔性四棱锥夹芯结构
CN107498948A (zh) * 2017-08-21 2017-12-22 哈尔滨工程大学 一种多层梯度点阵夹芯板及其制备方法
CN107843136A (zh) * 2017-09-29 2018-03-27 北京空间飞行器总体设计部 一种基于增材制造的相变储能装置点阵夹层结构
CN110560837A (zh) * 2019-08-05 2019-12-13 华中科技大学 一种电弧熔丝增材制造金属点阵结构的方法及产品
CN110773838A (zh) * 2019-11-11 2020-02-11 北京理工大学 一种金属多层点阵夹芯板的增材制造方法
CN111301717A (zh) * 2019-12-27 2020-06-19 北京空间技术研制试验中心 载人航天器密封舱舱壁结构
WO2022042580A1 (zh) * 2020-08-29 2022-03-03 南京航空航天大学 梯度点阵吸能结构及其可编程刚度的手性胞元、3d打印方法
CN113042754A (zh) * 2021-03-07 2021-06-29 西北工业大学 金属微滴3d打印成型轻质点阵夹芯板轨迹规划方法
CN113427850A (zh) * 2021-06-22 2021-09-24 哈尔滨工程大学 一种简易装配金字塔点阵夹芯结构及其制备方法
CN114055858A (zh) * 2021-10-27 2022-02-18 湖南大学 一种基于梯度加强筋触发的复合材料波纹夹芯结构

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