CN106564237B - 一种轻质多层级正交波纹夹芯结构及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轻质多层级正交波纹夹芯结构及其制备方法，该多层级结构包括一级上面板、一级下面板以及设置在一级上面板与一级下面板间的一级正交波纹芯体，一级上面板、一级下面板以及一级正交波纹芯体均由二级上面板、二级下面板以及设置在二级上面板与二级下面板间的二级芯体组成；本发明还公开了多层级结构的制备方法；本发明多层级结构会延迟结构发生弹性屈曲的时间，使得整个多层级结构的抗局部变形的能力得到增强；芯层的正交设计所形成的间隙为结构的多功能化设计提供了空间，可以根据工程应用的需求放置功能元器件、填充吸声材料或其它功能材料，从而实现多功能化。

Description

一种轻质多层级正交波纹夹芯结构及其制备方法
技术领域
本发明涉及船舶船体、飞机结构、海洋平台、汽车车体、高速列车和建筑等领域，特别涉及一种轻质多层级正交波纹夹芯结构及其制备方法。
背景技术
随着近些年来低密度的“夹芯”用于不同结构以来，夹芯材料和结构在很多领域以其优异的性能发挥着重要的作用。夹芯材料和结构主要是用低密度的芯材来降低其重量，其承载能力要比相同体积的实体层状结构强好几倍。夹芯结构具有高比强度、高比刚度、耐冲击/撞击等优点，由于这些优异的性能使得世界各国对该类材料和结构的研究和开发更加重视。
夹芯结构是由两层较薄的表层面板和用来提供支撑两块面板作用的轻质夹芯所组成的。面板材料通常有金属或非金属等。夹芯材料可以采用金属泡沫、格栅材料、蜂窝铝、波纹金属薄片等材料，几何结构可以采用梯形。波纹夹芯结构由于其质量轻、强度高、容易成型和制造成本低而广泛应用于航空航天、船舶、高速列车等交通运输工具。波纹夹芯结构具有轻质、高强、容易加工制造、降噪、良好的抗冲击性能和吸能特性等优点。该类结构已在航空飞机腹板、舰船地板和舱室、高速列车和建筑等领域得到广泛的应用。但是目前所用的波纹夹芯结构具有明显的各项异性，对于传统的横观各向异性的波纹夹芯结构在面内正交两个方向的抗剪切能力和抗弯曲能力则完全不同，垂直于波纹方向的抗弯曲能力明显大于平行于波纹方向的抗弯曲能力；平行于波纹方向的抗剪切能力明显大于垂直于波纹方向的抗剪切能力，且抗局部屈曲变形和局部坍塌的能力较低，从而使得波纹夹芯结构在工程应用中具有明显的局限性。为了避开这些设计上的缺陷，需要开发具有轻质、耐冲击、隔声、降噪等优点的多功能复合材料与结构。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种轻质多层级正交波纹夹芯结构及其制备方法，该多层级结构能够有效地保护放置于正交近似各向同性波纹夹芯结构背部的目标，且制备方法简单。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种轻质多层级正交波纹夹芯结构，包括一级上面板1、一级下面板2以及设置在一级上面板1与一级下面板2间的一级正交波纹芯体；所述一级上面板1和一级下面板2均由二级上面板5、二级下面板6以及设置在二级上面板5与二级下面板6间的二级正交波纹芯体组成；所述二级正交波纹芯体由相叠加X方向二级波纹芯体7和Y方向二级波纹芯体8组成；所述一级正交波纹芯体由相叠加X方向一级波纹芯体3和Y方向一级波纹芯体4组成；所述X方向一级波纹芯体3由X方向二级上面板9、X方向二级下面板10以及X方向二级芯体11组成；Y方向一级波纹芯体4由Y方向二级上面板12、Y方向二级下面板13以及Y方向二级芯体14组成；所述X方向一级波纹芯体3是由X方向一级波纹芯体的基本单元沿Y方向的正向或负向平移若干个基本单元长度组成；Y方向一级波纹芯体4是由Y方向一级波纹芯体的基本单元沿X方向的正向或负向平移若干个基本单元长度组成；X方向一级波纹芯体3和Y方向一级波纹芯体4在平面XY的投影面是相互垂直的，所述X方向一级波纹芯体3和Y方向一级波纹芯体4与一级上面板1和一级下面板2粘接为一体结构；所述X方向二级波纹芯体7是由X方向二级波纹芯体的基本单元沿Y方向的正向或负向平移若干个基本单元长度组成；Y方向二级波纹芯体8是由Y方向二级波纹芯体的基本单元沿X方向的正向或负向平移若干个基本单元长度组成；X方向二级波纹芯体7和Y方向二级波纹芯体8在平面XY的投影面是相互垂直的，所述X方向二级波纹芯体7和Y方向二级波纹芯体8与二级上面板5和二级下面板6粘接为一体结构；X方向二级芯体11与X方向二级上面板9和X方向二级下面板10粘接为一体结构；Y方向二级芯体14与Y方向二级上面板12和Y方向二级下面板13粘接为一体结构；
所述X方向一级波纹芯体的基本单元由相连接的间隔排列的多个X方向一级波纹芯体顶端3-1和X方向一级波纹芯体底端3-2组成，X方向一级波纹芯体顶端3-1的中心和相邻X方向一级波纹芯体底端3-2中心向平面XY的投影连线与Y轴平行，相邻的X方向一级波纹芯体的基本单元的间距在Y方向上与X方向一级波纹芯体的基本单元的宽度相等；
所述Y方向一级波纹芯体的基本单元由相连接的间隔排列的多个Y方向一级波纹芯体顶端4-1和Y方向一级波纹芯体底端4-2组成，Y方向一级波纹芯体顶端4-1的中心和相邻Y方向一级波纹芯体底端4-2中心向平面XY的投影连线与X轴平行，相邻的Y方向一级波纹芯体的基本单元的间距在X方向上与Y方向一级波纹芯体的基本单元的宽度相等；
所述X方向一级波纹芯体顶端3-1的中心和Y方向一级波纹芯体底端4-2中心连线与Z轴平行；所述X方向一级波纹芯体底端3-2的中心和Y方向一级波纹芯体顶端4-1中心连线与Z轴平行；
所述X方向二级波纹芯体的基本单元由相连接的间隔排列的多个X方向二级波纹芯体顶端7-1和X方向二级波纹芯体底端7-2组成，X方向二级波纹芯体顶端7-1的中心和相邻X方向二级波纹芯体底端7-2中心向平面XY的投影连线与Y轴平行，相邻的X方向二级波纹芯体的基本单元的间距在Y方向上与X方向二级波纹芯体的基本单元的宽度相等；
所述Y方向二级波纹芯体的基本单元由相连接的间隔排列的多个Y方向二级波纹芯体顶端8-1和Y方向二级波纹芯体底端8-2组成，Y方向二级波纹芯体顶端8-1的中心和相邻Y方向二级波纹芯体底端8-2中心向平面XY的投影连线与X轴平行，相邻的Y方向二级波纹芯体的基本单元的间距在X方向上与Y方向二级波纹芯体的基本单元的宽度相等；
所述X方向二级波纹芯体顶端7-1的中心和Y方向二级波纹芯体底端8-2中心连线与Z轴平行；所述X方向二级波纹芯体底端7-2的中心和Y方向二级波纹芯体顶端8-1中心连线与Z轴平行。
所述X方向一级波纹芯体3和Y方向一级波纹芯体4组成的一级正交波纹芯体为正交梯形结构；所述X方向二级波纹芯体7和Y方向二级波纹芯体8组成的二级正交波纹芯体为正交梯形结构。
所述X方向一级波纹芯体3和Y方向一级波纹芯体4与一级上面板1和一级下面板2通过激光焊接或强力胶粘接为一体结构；X方向二级波纹芯体7和Y方向二级波纹芯体8与二级上面板5和二级下面板6通过激光焊接或强力胶粘接为一体结构；X方向二级芯体11与X方向二级上面板9和X方向二级下面板10通过强力胶粘接为一体结构；Y方向二级芯体14与Y方向二级上面板12和Y方向二级下面板13通过强力胶粘接为一体结构。
所述二级上面板5和二级下面板6的厚度相同或不同，材料相同或不同；X方向二级上面板9和X方向二级下面板10的厚度相同或不同，材料相同或不同；Y方向二级上面板12和Y方向二级下面板13的厚度相同或不同，材料相同或不同。
所述二级上面板5、二级下面板6、X方向二级波纹芯体7、Y方向二级波纹芯体8、X方向二级上面板9、X方向二级下面板10、Y方向二级上面板12和Y方向二级下面板13材料为金属或非金属；X方向二级芯体11和Y方向二级芯体14为泡沫或波纹芯体。
上述所述轻质多层级正交波纹夹芯结构的制备方法，当X方向一级波纹芯体3和Y方向一级波纹芯体4组成正交梯形结构，同时X方向二级波纹芯体7和Y方向二级波纹芯体8也组成正交梯形结构时，采用高速工具钢制作梯形凹陷模具，然后采用梯形凹陷模具的梯形冲压压头冲压薄铝板形成梯形波纹型结构，然后通过激光切割机将梯形波纹结构切割成条状结构，要求波纹条状结构的宽度与梯形波纹最小底边的长度相等，该梯形波纹条分别作为X方向二级波纹芯体7、Y方向二级波纹芯体8、X方向二级上面板9、X方向二级下面板10、Y方向二级上面板12和Y方向二级下面板13，同理可制备出X方向二级芯体11和Y方向二级芯体14；将X方向二级波纹芯体7和Y方向二级波纹芯体8进行正交放置，通过激光焊接或强力胶膜与二级上面板5和二级下面板6焊接或粘接形成一体，构成一级上面板1和一级下面板2；X方向二级芯体11通过强力胶膜与X方向二级上面板9和X方向二级下面板10粘接形成X方向一级波纹芯体3，Y方向二级芯体14通过强力胶膜与Y方向二级上面板12和Y方向二级下面板13粘接形成Y方向一级波纹芯体4，然后将X方向一级波纹芯体3和Y方向一级波纹芯体4进行正交放置，通过激光焊接或强力胶膜与一级上面板1和一级下面板2焊接或粘接形成一体，构成一种正交梯形波纹夹芯多层级结构。
本发明和现有技术相比较，具备如下优点：
传统的横观各向异性的波纹夹芯结构在面内正交两个方向的抗剪切能力和抗弯曲能力则完全不同，垂直于波纹方向的抗弯曲能力明显大于平行于波纹方向的抗弯曲能力；平行于波纹方向的抗剪切能力明显大于垂直于波纹方向的抗剪切能力。与传统的横观各向异性的波纹夹芯结构相比，在本发明的正交近似各向同性波纹夹芯多层级结构中，面内正交两个方向的抗剪切能力和抗弯曲能力近似相同。并且在面外垂直方向，由于采用正交波纹的设计思路和方法，使得正交近似各向同性波纹夹芯多层级结构的抗局部屈曲的能力较横观各向异性的波纹夹芯结构大大增强，从而有效避免了沿波纹面局部坍塌和变形的发生。对于一级上面板、一级下面板以及一级正交波纹芯体，其自身也属于夹芯结构，具备夹芯结构质量轻、强度高、容易成型和制造成本低等优点，同时会延迟结构发生弹性屈曲的时间，使得整个多层级结构的抗局部变形的能力得到增强。芯层的正交设计所形成的间隙为结构的多功能化设计提供了空间，可以根据工程应用的需求放置功能元器件、填充吸声材料或其它功能材料，从而实现多功能化。当该类结构在服役过程中遭受强动载荷作用时，可以通过一级正交波纹芯体和二级正交波纹芯体的塑性屈曲变形及二级上面板和二级下面板的拉伸弯曲的联合变形实现对外部冲击能量的吸收，从而有效地保护放置于正交近似各项同性波纹夹芯结构背部的目标。
附图说明
图1是本发明一种正交波纹夹芯多层级结构—正交梯形结构示意图，二级芯体为波纹芯体，其中：图1a是正交梯形结构的整体图，图1b是一级正交梯形结构的基本单元图，图1c是二级正交梯形结构的基本单元图。
图2是本发明一种正交波纹夹芯多层级结构—正交梯形结构示意图，二级芯体为波纹芯体，此时一级上面板和一级下面板均为单层板，其中：图2a是正交梯形结构的整体图，图2b是一级正交梯形结构的基本单元图。
图3是本发明一种正交波纹夹芯多层级结构—正交梯形结构示意图，二级芯体为泡沫芯体，其中：图3a是正交梯形结构的整体图，图3b是一级正交梯形结构的基本单元图，图3c是二级正交梯形结构的基本单元图。
图4是本发明一种正交波纹夹芯多层级结构—正交梯形结构示意图，二级芯体为泡沫芯体，此时一级上面板和一级下面板均为单层板，其中：图4a是正交梯形结构的整体图，图4b是一级正交梯形结构的基本单元图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明正交近似各向同性轻质多层级波纹夹芯结构做进一步的详细描述。
实施例一
如图1中图1a、图1b和图1c所示，本实施例一种轻质多层级正交波纹夹芯结构，包括一级上面板1、一级下面板2以及设置在一级上面板1与一级下面板2间的一级正交波纹芯体；所述一级上面板1和一级下面板2均由二级上面板5、二级下面板6以及设置在二级上面板5与二级下面板6间的二级正交波纹芯体组成；所述二级正交波纹芯体由相叠加X方向二级波纹芯体7和Y方向二级波纹芯体8组成；所述一级正交波纹芯体由相叠加X方向一级波纹芯体3和Y方向一级波纹芯体4组成；所述X方向一级波纹芯体3由X方向二级上面板9、X方向二级下面板10以及X方向二级芯体11组成；Y方向一级波纹芯体4由Y方向二级上面板12、Y方向二级下面板13以及Y方向二级芯体14组成；所述X方向一级波纹芯体3是由X方向一级波纹芯体的基本单元沿Y方向的正向或负向平移若干个基本单元长度组成；Y方向一级波纹芯体4是由Y方向一级波纹芯体的基本单元沿X方向的正向或负向平移若干个基本单元长度组成；X方向一级波纹芯体3和Y方向一级波纹芯体4在平面XY的投影面是相互垂直的，所述X方向一级波纹芯体3和Y方向一级波纹芯体4与一级上面板1和一级下面板2粘接为一体结构；所述X方向二级波纹芯体7是由X方向二级波纹芯体的基本单元沿Y方向的正向或负向平移若干个基本单元长度组成；Y方向二级波纹芯体8是由Y方向二级波纹芯体的基本单元沿X方向的正向或负向平移若干个基本单元长度组成；X方向二级波纹芯体7和Y方向二级波纹芯体8在平面XY的投影面是相互垂直的，所述X方向二级波纹芯体7和Y方向二级波纹芯体8与二级上面板5和二级下面板6粘接为一体结构；X方向二级芯体11与X方向二级上面板9和X方向二级下面板10粘接为一体结构；Y方向二级芯体14与Y方向二级上面板12和Y方向二级下面板13粘接为一体结构；所述X方向一级波纹芯体的基本单元由相连接的间隔排列的多个X方向一级波纹芯体顶端3-1和X方向一级波纹芯体底端3-2组成，X方向一级波纹芯体顶端3-1的中心和相邻X方向一级波纹芯体底端3-2中心向平面XY的投影连线与Y轴平行，相邻的X方向一级波纹芯体的基本单元的间距在Y方向上与X方向一级波纹芯体的基本单元的宽度相等；所述Y方向一级波纹芯体的基本单元由相连接的间隔排列的多个Y方向一级波纹芯体顶端4-1和Y方向一级波纹芯体底端4-2组成，Y方向一级波纹芯体顶端4-1的中心和相邻Y方向一级波纹芯体底端4-2中心向平面XY的投影连线与X轴平行，相邻的Y方向一级波纹芯体的基本单元的间距在X方向上与Y方向一级波纹芯体的基本单元的宽度相等；所述X方向一级波纹芯体顶端3-1的中心和Y方向一级波纹芯体底端4-2中心连线与Z轴平行；所述X方向一级波纹芯体底端3-2的中心和Y方向一级波纹芯体顶端4-1中心连线与Z轴平行；所述X方向二级波纹芯体的基本单元由相连接的间隔排列的多个X方向二级波纹芯体顶端7-1和X方向二级波纹芯体底端7-2组成，X方向二级波纹芯体顶端7-1的中心和相邻X方向二级波纹芯体底端7-2中心向平面XY的投影连线与Y轴平行，相邻的X方向二级波纹芯体的基本单元的间距在Y方向上与X方向二级波纹芯体的基本单元的宽度相等；所述Y方向二级波纹芯体的基本单元由相连接的间隔排列的多个Y方向二级波纹芯体顶端8-1和Y方向二级波纹芯体底端8-2组成，Y方向二级波纹芯体顶端8-1的中心和相邻Y方向二级波纹芯体底端8-2中心向平面XY的投影连线与X轴平行，相邻的Y方向二级波纹芯体的基本单元的间距在X方向上与Y方向二级波纹芯体的基本单元的宽度相等；所述X方向二级波纹芯体顶端7-1的中心和Y方向二级波纹芯体底端8-2中心连线与Z轴平行；所述X方向二级波纹芯体底端7-2的中心和Y方向二级波纹芯体顶端8-1中心连线与Z轴平行。本实施例X方向一级波纹芯体3和Y方向一级波纹芯体4组成的一级正交波纹芯体为正交梯形结构；X方向二级波纹芯体7和Y方向二级波纹芯体8组成的二级正交波纹芯体为正交梯形结构。
本实施例轻质多层级正交波纹夹芯结构的制备方法，采用高速工具钢制作梯形凹陷模具，然后采用梯形凹陷模具的梯形冲压压头冲压薄铝板形成梯形波纹型结构，然后通过激光切割机将梯形波纹结构切割成条状结构，要求波纹条状结构的宽度与梯形波纹最小底边的长度相等，该梯形波纹条分别作为X方向二级波纹芯体7、Y方向二级波纹芯体8、X方向二级上面板9、X方向二级下面板10、Y方向二级上面板12和Y方向二级下面板13，同理可制备出X方向二级芯体11和Y方向二级芯体14；将X方向二级波纹芯体7和Y方向二级波纹芯体8进行正交放置，通过激光焊接或强力胶膜与二级上面板5和二级下面板6焊接或粘接形成一体，构成一级上面板1和一级下面板2；X方向二级芯体11通过强力胶膜与X方向二级上面板9和X方向二级下面板10粘接形成X方向一级波纹芯体3，Y方向二级芯体14通过强力胶膜与Y方向二级上面板12和Y方向二级下面板13粘接形成Y方向一级波纹芯体4，然后将X方向一级波纹芯体3和Y方向一级波纹芯体4进行正交放置，通过激光焊接或强力胶膜与一级上面板1和一级下面板2焊接或粘接形成一体，构成一种正交梯形波纹夹芯多层级结构。
实施例二
如图2a和图2b所示，本实施例一种轻质多层级正交波纹夹芯结构，其结构除了一级上面板1和一级下面板2均为单层板外，其它同实施例一。
实施例三
如图3a、图3b和图3c所示，本实施例一种轻质多层级正交波纹夹芯结构，其结构除了X方向二级芯体11和Y方向二级芯体14为泡沫结构外，其它同实施例一。
实施例四
如图4a和图4b所示，本实施例一种轻质多层级正交波纹夹芯结构，其结构除了一级上面板1和一级下面板2均为单层板、X方向二级芯体11和Y方向二级芯体14为泡沫结构外，其它同实施例一。
作为优选的实施方式，所述X方向一级波纹芯体3和Y方向一级波纹芯体4与一级上面板1和一级下面板2通过激光焊接或强力胶粘接为一体结构；X方向二级波纹芯体7和Y方向二级波纹芯体8与二级上面板5和二级下面板6通过激光焊接或强力胶粘接为一体结构；X方向二级芯体11与X方向二级上面板9和X方向二级下面板10通过强力胶粘接为一体结构；Y方向二级芯体14与Y方向二级上面板12和Y方向二级下面板13通过强力胶粘接为一体结构。
作为优选的实施方式，所述二级上面板5和二级下面板6的厚度相同或不同，材料相同或不同；X方向二级上面板9和X方向二级下面板10的厚度相同或不同，材料相同或不同；Y方向二级上面板12和Y方向二级下面板13的厚度相同或不同，材料相同或不同。
作为优选的实施方式，所述二级上面板5、二级下面板6、X方向二级波纹芯体7、Y方向二级波纹芯体8、X方向二级上面板9、X方向二级下面板10、Y方向二级上面板12和Y方向二级下面板13材料为金属或非金属；X方向二级芯体11和Y方向二级芯体14为泡沫或波纹芯体。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (6)

1.一种轻质多层级正交波纹夹芯结构，其特征在于：包括一级上面板(1)、一级下面板(2)以及设置在一级上面板(1)与一级下面板(2)间的一级正交波纹芯体；所述一级上面板(1)和一级下面板(2)均由二级上面板(5)、二级下面板(6)以及设置在二级上面板(5)与二级下面板(6)间的二级正交波纹芯体组成；所述二级正交波纹芯体由相叠加的X方向二级波纹芯体(7)和Y方向二级波纹芯体(8)组成；所述一级正交波纹芯体由相叠加X方向一级波纹芯体(3)和Y方向一级波纹芯体(4)组成；所述X方向一级波纹芯体(3)由X方向二级上面板(9)、X方向二级下面板(10)以及X方向二级芯体(11)组成；Y方向一级波纹芯体(4)由Y方向二级上面板(12)、Y方向二级下面板(13)以及Y方向二级芯体(14)组成；所述X方向一级波纹芯体(3)是由X方向一级波纹芯体的基本单元沿Y方向的正向或负向平移若干个基本单元长度组成；Y方向一级波纹芯体(4)是由Y方向一级波纹芯体的基本单元沿X方向的正向或负向平移若干个基本单元长度组成；X方向一级波纹芯体(3)和Y方向一级波纹芯体(4)在平面XY的投影面是相互垂直的，所述X方向一级波纹芯体(3)和Y方向一级波纹芯体(4)与一级上面板(1)和一级下面板(2)粘接为一体结构；所述X方向二级波纹芯体(7)是由X方向二级波纹芯体的基本单元沿Y方向的正向或负向平移若干个基本单元长度组成；Y方向二级波纹芯体(8)是由Y方向二级波纹芯体的基本单元沿X方向的正向或负向平移若干个基本单元长度组成；X方向二级波纹芯体(7)和Y方向二级波纹芯体(8)在平面XY的投影面是相互垂直的，所述X方向二级波纹芯体(7)和Y方向二级波纹芯体(8)与二级上面板(5)和二级下面板(6)粘接为一体结构；X方向二级芯体(11)与X方向二级上面板(9)和X方向二级下面板(10)粘接为一体结构；Y方向二级芯体(14)与Y方向二级上面板(12)和Y方向二级下面板(13)粘接为一体结构；
所述X方向一级波纹芯体的基本单元由相连接的间隔排列的多个X方向一级波纹芯体顶端(3-1)和X方向一级波纹芯体底端(3-2)组成，X方向一级波纹芯体顶端(3-1)的中心和相邻X方向一级波纹芯体底端(3-2)中心向平面XY的投影连线与Y轴平行，相邻的X方向一级波纹芯体的基本单元的间距在Y方向上与X方向一级波纹芯体的基本单元的宽度相等；
所述Y方向一级波纹芯体的基本单元由相连接的间隔排列的多个Y方向一级波纹芯体顶端(4-1)和Y方向一级波纹芯体底端(4-2)组成，Y方向一级波纹芯体顶端(4-1)的中心和相邻Y方向一级波纹芯体底端(4-2)中心向平面XY的投影连线与X轴平行，相邻的Y方向一级波纹芯体的基本单元的间距在X方向上与Y方向一级波纹芯体的基本单元的宽度相等；
所述X方向一级波纹芯体顶端(3-1)的中心和Y方向一级波纹芯体底端(4-2)中心连线与Z轴平行；所述X方向一级波纹芯体底端(3-2)的中心和Y方向一级波纹芯体顶端(4-1)中心连线与Z轴平行；
所述X方向二级波纹芯体的基本单元由相连接的间隔排列的多个X方向二级波纹芯体顶端(7-1)和X方向二级波纹芯体底端(7-2)组成，X方向二级波纹芯体顶端(7-1)的中心和相邻X方向二级波纹芯体底端(7-2)中心向平面XY的投影连线与Y轴平行，相邻的X方向二级波纹芯体的基本单元的间距在Y方向上与X方向二级波纹芯体的基本单元的宽度相等；
所述Y方向二级波纹芯体的基本单元由相连接的间隔排列的多个Y方向二级波纹芯体顶端(8-1)和Y方向二级波纹芯体底端(8-2)组成，Y方向二级波纹芯体顶端(8-1)的中心和相邻Y方向二级波纹芯体底端(8-2)中心向平面XY的投影连线与X轴平行，相邻的Y方向二级波纹芯体的基本单元的间距在X方向上与Y方向二级波纹芯体的基本单元的宽度相等；
所述X方向二级波纹芯体顶端(7-1)的中心和Y方向二级波纹芯体底端(8-2)中心连线与Z轴平行；所述X方向二级波纹芯体底端(7-2)的中心和Y方向二级波纹芯体顶端(8-1)中心连线与Z轴平行。
2.根据权利要求1所述的轻质多层级正交波纹夹芯结构，其特征在于：所述X方向一级波纹芯体(3)和Y方向一级波纹芯体(4)组成的一级正交波纹芯体为正交梯形结构；所述X方向二级波纹芯体(7)和Y方向二级波纹芯体(8)组成的二级正交波纹芯体为正交梯形结构。
3.根据权利要求1所述的轻质多层级正交波纹夹芯结构，其特征在于：所述X方向一级波纹芯体(3)和Y方向一级波纹芯体(4)与一级上面板(1)和一级下面板(2)通过激光焊接或强力胶粘接为一体结构；X方向二级波纹芯体(7)和Y方向二级波纹芯体(8)与二级上面板(5)和二级下面板(6)通过激光焊接或强力胶粘接为一体结构；X方向二级芯体(11)与X方向二级上面板(9)和X方向二级下面板(10)通过强力胶粘接为一体结构；Y方向二级芯体(14)与Y方向二级上面板(12)和Y方向二级下面板(13)通过强力胶粘接为一体结构。
4.根据权利要求1所述的轻质多层级正交波纹夹芯结构，其特征在于：所述二级上面板(5)和二级下面板(6)的厚度相同或不同，材料相同或不同；X方向二级上面板(9)和X方向二级下面板(10)的厚度相同或不同，材料相同或不同；Y方向二级上面板(12)和Y方向二级下面板(13)的厚度相同或不同，材料相同或不同。
5.根据权利要求1所述的轻质多层级正交波纹夹芯结构，其特征在于：所述二级上面板(5)、二级下面板(6)、X方向二级波纹芯体(7)、Y方向二级波纹芯体(8)、X方向二级上面板(9)、X方向二级下面板(10)、Y方向二级上面板(12)和Y方向二级下面板(13)材料为金属或非金属；X方向二级芯体(11)和Y方向二级芯体(14)为泡沫或波纹芯体。
6.权利要求2所述轻质多层级正交波纹夹芯结构的制备方法，其特征在于：当X方向一级波纹芯体(3)和Y方向一级波纹芯体(4)组成正交梯形结构，同时X方向二级波纹芯体(7)和Y方向二级波纹芯体(8)也组成正交梯形结构时，采用高速工具钢制作梯形凹陷模具，然后采用梯形凹陷模具的梯形冲压压头冲压薄铝板形成梯形波纹型结构，然后通过激光切割机将梯形波纹结构切割成条状结构，要求波纹条状结构的宽度与梯形波纹最小底边的长度相等，该梯形波纹条分别作为X方向二级波纹芯体(7)、Y方向二级波纹芯体(8)、X方向二级上面板(9)、X方向二级下面板(10)、Y方向二级上面板(12)和Y方向二级下面板(13)，同理可制备出X方向二级芯体(11)和Y方向二级芯体(14)；将X方向二级波纹芯体(7)和Y方向二级波纹芯体(8)按照权利要求1的方式进行正交放置，通过激光焊接或强力胶膜与二级上面板(5)和二级下面板(6)焊接或粘接形成一体，构成一级上面板(1)和一级下面板(2)；X方向二级芯体(11)通过强力胶膜与X方向二级上面板(9)和X方向二级下面板(10)粘接形成X方向一级波纹芯体(3)，Y方向二级芯体(14)通过强力胶膜与Y方向二级上面板(12)和Y方向二级下面板(13)粘接形成Y方向一级波纹芯体(4)，然后将X方向一级波纹芯体(3)和Y方向一级波纹芯体(4)按照权利要求1的方式进行正交放置，通过激光焊接或强力胶膜与一级上面板(1)和一级下面板(2)焊接或粘接形成一体，构成一种正交梯形波纹夹芯多层级结构。
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