蜂窝结构抗震效果如何,蜂窝结构承重原理
蜂窝结构承重原理
蜂窝结构(Cellular Structure)是覆盖二维平面的最佳拓扑结构。[1]
蜂巢结构是蜂巢的基本结构,是由一个个正六角形单房、房口全朝下或朝向一边、背对背对称排列组合而成的一种结构. 这种结构有着优秀的几何力学性能,因此在材料学科用有广泛应用。
此外,在日常生活中,也指像蜂窝似的多孔形状,如~煤、混凝土构件上的~现象。
结构简介
据估计,工蜂分泌1公斤的蜂蜡,需要消耗16公斤的花蜜;而采集1公斤的花蜜,蜜蜂们必须飞行32万公里才得以完成;相当於绕行地球8圈的距离。因此,蜂蜡对蜜蜂而言,是宝贝珍贵的。
科学家们研究发现,正六角形的建筑结构,密合度最高、所需材料最简、可使用空间最大。因此,可容纳数量高达上万只的蜜蜂居住。这种正六角形的蜂巢结构,展现出惊人的数学才华,令许多建筑师们自叹不如、佩服有加。
蜜蜂凭着上帝赋予它的智慧,选择了角数最多的正六边形。用等量的原料,使蜂巢具有最大的容积,因此能容纳更大数目的蜂蜜。[3] 精巧神奇,而且十分符合现实需要,是一种最经济的空间架构。蜜蜂建造的蜂巢,真是令人赞叹的天然建筑物。早在18世纪初,法国天文学家马拉尔地(Maraldi)(文献)亲自动手测量了许多蜂巢,发现每个蜂巢的孔洞和底部都是正六柱状。
如果将整个蜂巢底部分为三个菱形截面,则每个锐角和每个钝角的角度相等(锐角约为72°、钝角约109°)。更令人惊奇的是,蜜蜂为了防止存蜜外流,每一个蜂巢的建筑,都是从中间向两侧水平展开;每个蜂房从内室底部到开口处,都呈现13°的仰角。
结构应用
美国B-2隐形轰炸机的机体元件,多采用三明治结构,即在两块高强度薄板间,胶合密度甚低的蜂巢层,使机体强度增高、质量减轻。发动机的喷嘴是深置於机翼之内,呈蜂巢状,使雷达波只能进、不能出。铅笔中的石墨是由碳原子,排成六角形蜂巢状的薄片组成。如果重新组合这些碳原子,就可以变成钻石。
蜂窝式航天器
蜂窝的结构给航天器设计师们很大启示,他们在研制时,采用了蜂窝结构:先用金属制造成蜂窝,然后再用两块金属板把它夹起来就成了蜂窝结构。这种蜂窝结构强度很高,重量又很轻,还有益于隔音和隔热。因此,当前的航天飞机、人造卫星、宇宙飞船在内部大量采用蜂窝结构,卫星的外壳也几乎全部是蜂窝结构。因此,这些航天器又统称为蜂窝式航天器。
蜂窝夹层结构
这种结构的夹芯层是由金属材料、玻璃纤维或复合材料制成的一系列六边形,四边形及其他形状的孔格,在夹芯层的上下两面再胶接(或钎焊)上较薄的表板。早期使用的轻质巴萨木夹层不耐潮,抗腐性差,不耐火,人们遂把注意力转向金属蜂窝夹层。1945年试制成最早的蜂窝夹层结构。蜂窝结构比其他夹层结构具有更高的强度和刚度,与铆接结构相比,结构效率可提高15%~30%。夹层的蜂窝孔格大小、高矮及其构成格子的薄片厚度等决定表板局部屈曲、孔格壁板屈曲的临界应力及夹层结构的保温性能。这些尺寸的选择,一般要保证能够承受一定的屈曲载荷的前途下具有一定的保温性能。蜂窝结构的受力分析与一般夹层结构相同。在航空航天工业中,蜂窝结构常被用于制作各种壁板,用于翼面、舱面、舱盖、地板、发动机护罩、尾喷管、消音板、隔热板、卫星星体外壳、刚性太阳电池翼、抛物面天线、火箭推进剂贮箱箱底等。
蜂巢结构是蜂巢的基本结构,是由一个个正六角形单房、房口全朝下或朝向一边、背对背对称排列组合而成的一种结构. 这种结构有着优秀的几何力学性能,因此在材料学科用有广泛应用。
蜂巢是用蜂蜜做的吗?
不是蜂蜜做的,蜂巢(fengchao)蜂群生活和繁殖后代的处所,由巢脾构成。各巢脾在蜂巢内的空间相互平行悬挂,并与地面垂直,巢脾间距为7~10毫米,称为蜂路。每张巢脾由数千个巢房连结在一起组成,是工蜂用自身的蜡腺所分泌的蜂蜡修筑的。大、小六角形的巢房,分别为培育雄蜂和工蜂的,底面为3个菱形面。培育蜂王用的巢房,称为王台,形状似下垂的花生,是蜂群在分蜂前临时修筑的,多在巢脾下部和边角上。在雄蜂房和工蜂房之间,以及巢脾与巢框的连接处,出现有不规则的过渡型巢房,用于贮存蜂蜜和加固巢脾。
在蜜蜂开始做巢的时候不是用一根根木头建立框架的DD而是
通过它的腹部四对蜡腺分泌出蜡质(液状的物质),此种物质
虽然是液态的,外泌到蜡腺的镜膜上之后,遇到空气凝成蜡鳞
DD这是它第一批材料。
这种蜡鳞还再被和某些物质混合起来,然后再次变成黏液。一
群蜜蜂同时吐出液体开始做窝。每个面一般是有三四个支撑点
(每个点是一只蜜蜂DD看蜜蜂在构巢时候的周围情况),如
果是三个支撑,显然上端就成为平面(三球的公共切平面),
而沿着平面的轮廓自然就是平的;如果是四个以上的支撑点(
上三下一),在力学原理的作用之下,四个液体球在其相切点
处发生形变,最后就在一个稳定形状(类似从正四面体中心向
其四顶点引分割6个平面那样的形状)下凝固了。
大家知道,液体(在均匀张力作用下)具有收缩为面积最小的
性质DD这和液体的种类关系不是太大。
每一个中心由六块平面角相等的板材构成,这就是蜜蜂可爱的
家的来源。在这个构造过程中,蜜蜂无法知道它们分泌的黏液
为什么必需凝结成这种形状,无法促进或者阻止这一过程。并
不知道这种形状具有力学上的合理性和材料的节省原理。它们
根本不知道这些,它们的祖先也并没有传授给它们什么(知识
)DD除非是用液体构造框架这一点。如果人类要赞颂蜜蜂的
数学才能,那恐怕是大错了。顺便说一下,虽然蜂房在角度这
一点上堪称奇迹,而尺寸的大小却大有差异DD任何一个蜂房
,你只要仔细检查DD总有大小不同的尺寸,甚至各边也不相
等(只有角度,那基本上无误差)。这是因为在做窝的过
程中,基本上以自己的身体为模板的蜜蜂,其身体的尺寸是互
不相同的。
蜂巢是工蜂用自身的蜡腺所分泌的蜂蜡修筑的。并不是蜂蜜,不过可以药用,对鼻炎、肝炎、风湿性关节炎有一定效果。
你好,如果是自然的蜂巢,当然是蜜蜂做的,他们有这个能力,如果是人工蜂巢,当然是人做的。谢谢
蜂巢,(fengchao),英语词译Comb。蜂群生活和繁殖后代的处所,由巢脾构成。每张巢脾由数千个巢房连结在一起组成,是工蜂用自身的蜡腺所分泌的蜂蜡修筑的。
蜂巢的化学成分很复杂,主要含有蜂蜡、树脂、油脂、色素、鞣质、糖类、有机酸、脂肪酸、甙类、酶和昆虫激素等。
养蜂
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