仿生分层蜂窝超结构

吸能提升345%

在传统蜂窝胞壁引入微结构，使刚度几乎不降的同时大幅提升能量吸收能力。

Song, Kanghui · 李大伟 · 张长东 · 刘亭亭 · Tang, Yunlong · Xie, Yimin · 廖文和

Composite Structures 2023

参数信息

能量吸收提升

345.24 %

刚度提升

1.06 %

强度损失

5.55 %

能量吸收提升

199.67 %

刚度损失

0.84 %

强度损失

19.38 %

技术优势

吸能大幅提升

六边形蜂窝引入圆孔后能量吸收性能提升345.24%，远超常规蜂窝。

刚度不降反升

六边形蜂窝在吸能提升的同时，刚度提升1.06%，强度损失仅5.55%。

方形构型也可用

方形蜂窝引入圆孔后吸能提升199.67%，刚度损失仅0.84%。

验证可靠

以航天器返回舱壳体为对象验证，分层蜂窝超结构可靠性优于常规蜂窝。

应用场景

• 航天器返回舱缓冲结构：已验证其可靠性优于传统蜂窝，可直接用于返回舱缓冲。
• 轻质高强吸能材料：通过微结构设计大幅提升吸能，且重量基本不增。
• 复合材料夹芯结构：可作为高性能芯材，提升夹芯结构整体吸能并保持刚度。
• 冲击防护结构：高吸能特性使其在冲击载荷下能有效耗散能量。