本发明涉及仿生抗冲击吸能，尤其涉及一种基于墨鱼骨的抗冲击吸能板或汽车部件及制备方法。
背景技术：
1、抗冲击防护结构在汽车、航空航天、军事防护等领域具有广泛的应用。在交通运输领域，高速冲击带来的危害更加频繁和直接，并且由于交通工具的提速，碰撞产生的后果更加严重，因此对抗冲击防护结构提出了更高的要求。多孔结构材料具有轻质高强、冲击吸能的特性，已大量应用于交通运输等领域，但是，现有技术常用的多孔抗冲击吸能结构缺乏设计性，导致现有的抗冲击部件在抵抗破坏和缓冲吸能方面仍然不够理想。
2、因此，现有技术仍需进一步改进与发展。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种具有仿生梯度正弦波浪壁的螺旋抗冲击结构及其制备方法，本发明在实现轻量化的同时，具有优异的抗冲击能力，从而提高被保护者和车辆的安全性。
2、本发明的技术方案如下：
3、一种具有仿生梯度正弦波浪壁的螺旋抗冲击结构，其中，包括：
4、至少两层多孔结构层；
5、每层多孔结构层包括上层板、下层板和设置在所述上层板和所述下层板之间的仿生梯度正弦波浪壁；
6、其中，所述上层板和所述下层板分别平行布置；
7、所述仿生梯度正弦波浪壁分别垂直于所述上层板和所述下层板，在所述上层板和所述下层板之间的内部沿长度方向等间隔排列，沿宽度方向平行排列，而沿高度方向，正弦曲线型波浪壁的振幅和周期分别梯度变化；
8、每个所述仿生梯度正弦波浪壁为模仿墨鱼骨梯度的仿生梯度正弦波浪壁。
9、所述的具有仿生梯度正弦波浪壁的螺旋抗冲击结构，其中，相邻的多孔结构层之间的仿生梯度正弦波浪壁竖直方向排布具有角度差，采用模仿螳螂虾螺旋排布的层间堆叠方式布置。
10、所述的具有仿生梯度正弦波浪壁的螺旋抗冲击结构，其中，
11、设置正弦曲线型波浪壁的上端波浪形截面和下端波浪形截面之间是非线性过渡。
12、所述的具有仿生梯度正弦波浪壁的螺旋抗冲击结构，其中，所述梯度正弦波浪壁的上端正弦曲线和下端正弦曲线的周期和振幅均不同，上端正弦曲线和下端正弦曲线的幅值和周期沿高度方向梯度非线性变化，底部的变化率大于顶部的变化率。
13、所述的具有仿生梯度正弦波浪壁的螺旋抗冲击结构，其中，所述仿生梯度正弦波浪壁的振幅和周期，沿高度方向的变化率符合正弦曲线规律，其轮廓线满足以下方程：
14、
15、其中，a1是波浪壁底部的振幅，k1是波浪壁底部的周期，a2是波浪壁顶部的振幅，k2是波浪壁顶部的周期，h是波浪壁的高度，h是波浪壁任一高度处的高度值(h∈[0,h])。
16、所述的具有仿生梯度正弦波浪壁的螺旋抗冲击结构，其中，所述仿生梯度正弦波浪壁根据正弦曲线振幅和周期的梯度变化，其中，a1是波浪壁底部的振幅，k1是波浪壁底部的周期，a2是波浪壁顶部的振幅，k2是波浪壁顶部的周期，分为4种不同的结构设计方案：
17、第一种方案是a1>a2，k1>k2；
18、第二种方案是a1>a2，k1<k2；
19、第三种方案是a1<a2，k1>k2；
20、第四种方案是a1<a2，k1<k2；
21、第一种方案中，a1是a2的2～5倍，k1是k2的2～5倍；
22、第二种方案中，a1是a2的2～5倍，k2是k1的2～5倍；
23、第三种方案中，a2是a1的2～5倍，k1是k2的2～5倍；
24、第四种方案中，a2是a1的2～5倍，k2是k1的2～5倍。
25、所述的具有仿生梯度正弦波浪壁的螺旋抗冲击结构，其中，所述具有仿生梯度正弦波浪壁的螺旋抗冲击结构的上层板和下层板的长宽均为60mm，厚度为0.3mm，所述仿生梯度正弦波浪壁的高度为10mm，间距4mm，a1为0.3mm，a2为1mm，k1为12mm，k2为60mm；其中，a1是波浪壁底部的振幅，k1是波浪壁底部的周期，a2是波浪壁顶部的振幅，k2是波浪壁顶部的周期。
26、所述的具有仿生梯度正弦波浪壁的螺旋抗冲击结构，其中，所述上层板和下层板采用平面或曲面；所述具有仿生梯度正弦波浪壁的螺旋抗冲击结构的孔隙率为50％-90％。
27、所述的具有仿生梯度正弦波浪壁的螺旋抗冲击结构，其中，相邻两层的多孔结构层之间的所述仿生梯度正弦波浪壁的旋转夹角β为90度、45度或0度。
28、一种如上任一项所述的具有仿生梯度正弦波浪壁的螺旋抗冲击结构的制备方法，其中，包括步骤：
29、s11、将上层板、下层板、和所述仿生梯度正弦波浪壁的制备函数导入建模软件，利用制图软件构建仿生抗冲击结构的三维几何模型；当三维几何模型构建完成，利用3d打印模型处理软件对结构进行切片处理；
30、s12、将配置好的光敏树脂和柔性树脂材料倒入树脂槽，将上述切片数据导入可同时喷射多种基本材料的紫外光固化3d打印机，设置曝光时间，开始打印；并通过计算机控制紫外光束选择性的对光敏树脂进行逐层固化；
31、s13、3d打印完成后，进行清洗后放入紫外固化箱中进行固化，完成所述具有仿生梯度正弦波浪壁的螺旋抗冲击结构的制备。
32、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
33、本发明实施例提供的一种具有仿生梯度正弦波浪壁的螺旋抗冲击结构及其制备方法；本发明利用仿生思想，将墨鱼骨梯度正弦抗冲击结构和螳螂虾的螺旋结构应用具有仿生梯度正弦波浪壁的螺旋抗冲击结构中。该仿生抗冲击结构沿高度方向振幅和周期的梯度变化可以显著提高结构抗冲击和吸能能力。此外，振幅和周期沿高度方向非线性变化规律能够减小冲击瞬间的冲击力，起到优异的缓冲吸能作用，使得该仿生抗冲击结构的冲击强度随冲击位移增加而逐渐增加，具有冲击硬化作用。该仿生抗冲击结构的螺旋排布能够进一步提升其抗冲击能力，从而在充分保证被保护者安全性的前提下，实现了结构轻量化，降低了制造和使用成本。
1.一种具有仿生梯度正弦波浪壁的螺旋抗冲击结构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的具有仿生梯度正弦波浪壁的螺旋抗冲击结构，其特征在于，相邻的多孔结构层之间的仿生梯度正弦波浪壁竖直方向排布具有角度差，采用模仿螳螂虾螺旋排布的层间堆叠方式布置。
3.根据权利要求1所述的具有仿生梯度正弦波浪壁的螺旋抗冲击结构，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的具有仿生梯度正弦波浪壁的螺旋抗冲击结构，其特征在于，所述梯度正弦波浪壁的上端正弦曲线和下端正弦曲线的周期和振幅均不同，上端正弦曲线和下端正弦曲线的幅值和周期沿高度方向梯度非线性变化，底部的变化率大于顶部的变化率。
5.根据权利要求1所述的具有仿生梯度正弦波浪壁的螺旋抗冲击结构，其特征在于，所述仿生梯度正弦波浪壁的振幅和周期，沿高度方向的变化率符合正弦曲线规律，其轮廓线满足以下方程：
6.根据权利要求1所述的具有仿生梯度正弦波浪壁的螺旋抗冲击结构，其特征在于，所述仿生梯度正弦波浪壁根据正弦曲线振幅和周期的梯度变化，其中，a1是波浪壁底部的振幅，k1是波浪壁底部的周期，a2是波浪壁顶部的振幅，k2是波浪壁顶部的周期，分为4种不同的结构设计方案：
7.根据权利要求1所述的具有仿生梯度正弦波浪壁的螺旋抗冲击结构，其特征在于，所述具有仿生梯度正弦波浪壁的螺旋抗冲击结构的上层板和下层板的长宽均为60mm，厚度为0.3mm，所述仿生梯度正弦波浪壁的高度为10mm，间距4mm，a1为0.3mm，a2为1mm，k1为12mm，k2为60mm；其中，a1是波浪壁底部的振幅，k1是波浪壁底部的周期，a2是波浪壁顶部的振幅，k2是波浪壁顶部的周期。
8.根据权利要求1所述的具有仿生梯度正弦波浪壁的螺旋抗冲击结构，其特征在于，所述上层板和下层板采用平面或曲面；所述具有仿生梯度正弦波浪壁的螺旋抗冲击结构的孔隙率为50％-90％。
9.根据权利要求1所述的具有仿生梯度正弦波浪壁的螺旋抗冲击结构，其特征在于，相邻两层的多孔结构层之间的所述仿生梯度正弦波浪壁的旋转夹角β为90度、45度或0度。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的具有仿生梯度正弦波浪壁的螺旋抗冲击结构的制备方法，其特征在于，包括步骤：
