一种仿龟壳背板三维立体缝合网络结构的微振动抑制板材

本发明涉及微振动抑制，尤其涉及的是一种仿龟壳背板三维立体缝合网络结构的微振动抑制板材。

背景技术：

1、随着社会的发展，高分卫星、超精密仪器、超精加工与测试等高新技术对精度的需求日益增加。其中，微振动是影响任务完成精度的关键因素之一，因此需要对系统的振动幅度进行严格限制。高性能阻尼材料作为直接作用于振源或噪声源的相应构件，可以有效降低机械振动和抑制噪音，在现代精密仪器，航海、航天技术装备等领域有重要应用背景。

2、现有技术中，降低机械振动和抑制噪音主要采用软质材料，利用软质材料的刚度低，具有阻尼的特点，达到微振动抑制效果。但是由于软质材料刚度低，承载能力有限，应用受到限制。可见，微振动抑制材料难以兼顾微振动抑制和承载能力。

3、因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种仿龟壳背板三维立体缝合网络结构的微振动抑制板材，旨在解决现有技术中微振动抑制材料难以兼顾微振动抑制和承载能力的问题。

2、本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

3、一种仿龟壳背板三维立体缝合网络结构的微振动抑制板材，包括：相互拼接的多个胞元，其中，所述胞元包括：

4、硬质板；

5、第一软质缝，固定设置于所述硬质板的各边所在的侧面；

6、其中，所述第一软质缝形成三维立体交错的网络状缝合结构；

7、相邻两个所述胞元中所述第一软质缝的三维立体交错的网络状缝合结构相互嵌入；

8、所述硬质板的形状包括六边形以及五边形中的至少一种。

9、所述的仿龟壳背板三维立体缝合网络结构的微振动抑制板材，其中，所述三维立体交错的网络状缝合结构包括：

10、若干个凹槽和若干个凸起；

11、其中，若干个凹槽呈阵列分布，若干个凸起呈阵列分布；

12、所述凹槽位于四个所述凸起之间；

13、自所述凹槽的底部至所述凹槽的槽口的方向，所述凹槽的截面尺寸逐渐变大；

14、自所述凸起的底部至所述凸起的顶部，所述凸起的截面尺寸逐渐变小；

15、所述凸起的截面和所述凹槽的截面呈八边形。

16、所述的仿龟壳背板三维立体缝合网络结构的微振动抑制板材，其中，所述第一软质缝的体积不超过所述硬质板的体积的5％，所述硬质板的模量与所述第一软质缝的模量之比为1000-2000。

17、所述的仿龟壳背板三维立体缝合网络结构的微振动抑制板材，其中，所述硬质板采用超高分子量聚乙烯板或阻尼合金制成；

18、所述第一软质缝采用迟滞性阻尼材料制成，所述迟滞性阻尼材料包括橡胶。

19、所述的仿龟壳背板三维立体缝合网络结构的微振动抑制板材，其中，所述六边形为正六边形，所述五边形为正五边形。

20、所述的仿龟壳背板三维立体缝合网络结构的微振动抑制板材，其中，所述硬质板的形状还包括四边形，四边形的胞元位于所述仿龟壳背板三维立体缝合网络结构的微振动抑制板材的边缘。

21、所述的仿龟壳背板三维立体缝合网络结构的微振动抑制板材，其中，所述仿龟壳背板三维立体缝合网络结构的微振动抑制板材有多层胞元；所述胞元还包括：

22、第二软质缝，固定设置于所述硬质板的表面和背面；

23、其中，所述第二软质缝形成三维立体交错的网络状缝合结构；

24、相邻两层所述胞元中所述第二软质缝的三维立体交错的网络状缝合结构相互嵌入。

25、所述的仿龟壳背板三维立体缝合网络结构的微振动抑制板材，其中，所述第二软质缝的体积不超过所述硬质板的体积的5％，所述硬质板的模量与所述第二软质缝的模量之比为1000-2000；所述第二软质缝采用迟滞性阻尼材料制成。

26、一种如上任意一项所述的仿龟壳背板三维立体缝合网络结构的微振动抑制板材的模型的构建方法，其中，包括步骤：

27、在空间中建立一条缝合线界面，在缝合线界面的边界角处，垂直于该缝合线界面建立一条缝合线；

28、采用沿曲线挤出的方式，将所建立的缝合线界面沿着所建立的缝合线挤出，则形成三维立体交错的网络状缝合结构；

29、将所述三维立体交错的网络状缝合结构环形阵列排布3组，组合成人字形缝合线结构；

30、建立厚度与所述三维立体交错的网络状缝合结构的高度相同的板结构，使所述板结构与所述人字形缝合线结构同心设置，并且所述人字形缝合线结构的末梢处于所述板结构的三个顶点上；

31、利用所述人字形缝合线结构，对所述板结构采用布尔运算，将所述板结构与所述人字形缝合线结构重合的部分减掉，运算结束后则得到基本构型单元；

32、组合多个基本构型单元，得到仿龟壳背板三维立体缝合网络结构的微振动抑制板材的模型。

33、所述的仿龟壳背板三维立体缝合网络结构的微振动抑制板材的模型的构建方法，其中，所述人字形缝合线结构中相邻两个三维立体交错的网络状缝合结构之间的夹角为120°或108°。

34、有益效果：由于相邻两个胞元中第一软质缝的三维立体交错的网络状缝合结构相互嵌入，硬质板受到冲击载荷而发生位移时，若硬质板位移较小，相邻两个胞元中两个第一软质缝相互挤压或进入相互分离阶段，第一软质缝可以抵挡位移带来的冲击载荷；若硬质板位移较大，通过相邻两个硬质板抵挡位移带来的冲击载荷。因此，不仅可以实现板材整体的高刚度和高韧性，同时还可以增强板材的阻尼特性以及能量耗散能力，从而得到兼具高阻尼和高刚度的仿生吸能减振板材。

技术特征：

1.一种仿龟壳背板三维立体缝合网络结构的微振动抑制板材，包括：相互拼接的多个胞元，其特征在于，所述胞元包括：

2.根据权利要求1所述的仿龟壳背板三维立体缝合网络结构的微振动抑制板材，其特征在于，所述三维立体交错的网络状缝合结构包括：

3.根据权利要求2所述的仿龟壳背板三维立体缝合网络结构的微振动抑制板材，其特征在于，所述第一软质缝的体积不超过所述硬质板的体积的5％，所述硬质板的模量与所述第一软质缝的模量之比为1000-2000。

4.根据权利要求3所述的仿龟壳背板三维立体缝合网络结构的微振动抑制板材，其特征在于，所述硬质板采用超高分子量聚乙烯板或阻尼合金制成；

5.根据权利要求1所述的仿龟壳背板三维立体缝合网络结构的微振动抑制板材，其特征在于，所述六边形为正六边形，所述五边形为正五边形。

6.根据权利要求1所述的仿龟壳背板三维立体缝合网络结构的微振动抑制板材，其特征在于，所述硬质板的形状还包括四边形，四边形的胞元位于所述仿龟壳背板三维立体缝合网络结构的微振动抑制板材的边缘。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的仿龟壳背板三维立体缝合网络结构的微振动抑制板材，其特征在于，所述仿龟壳背板三维立体缝合网络结构的微振动抑制板材有多层胞元；所述胞元还包括：

8.根据权利要求7所述的仿龟壳背板三维立体缝合网络结构的微振动抑制板材，其特征在于，所述第二软质缝的体积不超过所述硬质板的体积的5％，所述硬质板的模量与所述第二软质缝的模量之比为1000-2000；所述第二软质缝采用迟滞性阻尼材料制成。

9.一种如权利要求1-8任意一项所述的仿龟壳背板三维立体缝合网络结构的微振动抑制板材的模型的构建方法，其特征在于，包括步骤：

10.根据权利要求9所述的仿龟壳背板三维立体缝合网络结构的微振动抑制板材的模型的构建方法，其特征在于，所述人字形缝合线结构中相邻两个三维立体交错的网络状缝合结构之间的夹角为120°或108°。

技术总结本发明公开了一种仿龟壳背板三维立体缝合网络结构的微振动抑制板材，包括：相互拼接的多个胞元，包括：硬质板；第一软质缝，固定于硬质板的各边所在的侧面；第一软质缝形成三维立体交错的网络状缝合结构；相邻两个胞元中第一软质缝的三维立体交错的网络状缝合结构相互嵌入；硬质板的形状包括六边形以及五边形中的至少一种。硬质板受到冲击载荷而发生位移时，若硬质板位移较小，相邻两个胞元中两个第一软质缝相互挤压，第一软质缝可以抵挡位移带来的冲击载荷；若硬质板位移较大，通过相邻两个硬质板抵挡位移带来的冲击载荷，从而实现板材整体的高刚度和高韧性，增强了板材的阻尼特性以及能量耗散能力，得到兼具高阻尼和高刚度的仿生吸能减振板材。技术研发人员：韩志武,张赫,王泽,李健豪,朱鹏,易云铎,牛士超,张俊秋,宋鸿烈,穆正知,李博受保护的技术使用者：吉林大学技术研发日：技术公布日：2024/5/27