蜂窝状结构体和设计蜂窝状结构体的方法_4

文档序号:9462006阅读:来源:国知局
的单元密度布置。对比样本中的每个的单元具有与蜂窝状结构体I的内侧结构区域3中的单元相同的单元形状和相同的单元密度。试验样本和对比样本具有平行于其纵向方向的105mm的轴向长度。
[0079]在确认试验中,试验样本和对比样本中的每个设置在排气管道60(见图3)中。已经在第一示例实施例的描述中说明了排气管道60。具有600°C的温度的排气以60g/秒的流速流动通过排气管道60。此时,排气的流速在六个检测点处检测,即,在径向方向上从每个样本的中心点14测量的0mm、10mm、20mm、30mm、40mm和50_。
[0080]图6示出在每个样本中的排气的流速的曲线图。在图6中,纵轴表示从中心点14测量的距离,并且横轴表示排气的流速。实线LI表示在每个试验样本中的排气的流速,并且实线L2表示在每个对比样本中的排气的流速。
[0081]如图6清晰地示出的,实线LI示出在每个试验样本中最大流速与最小流速之间的差小于在每个对比样本中最大流速与最小流速之间的差。这意味着与对比样本相比,具有根据本发明的结构的试验样本允许排气在全部单元中以均匀的流速流动。
[0082]而且,如实线LI和实线L2所示,确认排气流速的变化在从中心点14在径向方向上测量的不大于30mm的范围内的内侧区域中变小。如实线LI和实线L2所示,进一步确认排气流速的变化在从中心点14测量的大于30_的外侧区域中变大。也就是说,在每个样本中从中心点14测量的大于1.05R1的区域具有大的排气流速变化,其中Rl表示上游侧管道61的流动通道的半径。
[0083]第二示例实施例
[0084]将参考图7和图8给出根据第二示例实施例的蜂窝状结构体I的结构的描述。
[0085]图7是示出根据第二示例实施例的蜂窝状结构体的结构的横截面图。图8是示出将要用在第二示例实施例中的基础结构体的结构的横截面图。
[0086]如图7和图8所示,根据第二示例实施例的蜂窝状结构体I具有通过改变根据第一示例实施例的蜂窝状结构体I的结构而得到的结构。也就是说,根据第二示例实施例的蜂窝状结构体I中的全部单元仅仅在第一单元密度变化区域2中形成。
[0087]图8所示的虚拟基础结构体5具有基础单元52,所述基础单元52具有六边形管状形状并且所述基础单元52具有81个单元/cm2的单元密度。
[0088]在图7所示的第一单元密度变化区域2中,主相交点13通过具有相同半径矢量r的基础相交点53使用的半径矢量r乘以放大倍数值Z而得到。放大倍数值Z通过Z =ar4-br3+cr2-dr+e的四次函数得到。
[0089]根据第二示例实施例的蜂窝状结构体I的其他部件具有与根据第一示例实施例的蜂窝状结构体I的那些部件相同的结构。为了简洁,在此省略相同部件的说明。
[0090]根据第二示例实施例的蜂窝状结构体I的结构允许排气以高的效率以均匀的流速流动或者在全部单元中以均匀流速流动而不增大在全部单元中排气流速的差,即,使得排气流速沿着径向方向从中心点侧到蜂窝状结构体I的外周侧变化。根据第二示例实施例的蜂窝状结构体I具有与根据第一示例实施例的蜂窝状结构体I相同的作用和效果。
[0091]第三示例实施例
[0092]将给出根据第三示例实施例的蜂窝状结构体I的描述。
[0093]图9是示出根据第三示例实施例的蜂窝状结构体I的结构的横截面图。图10是示出将要用于设计根据第三示例实施例的蜂窝状结构体I的虚拟基础结构体的结构的横截面图。
[0094]如图9和图10所示,根据第三示例实施例的蜂窝状结构体I具有通过改变根据如图7和图8所示的第二示例实施例的蜂窝状结构体I的结构而得到的结构。也就是说,第一单元密度变化区域2在具有从中心点14到蜂窝状结构体I的最外周测量的半径Rm的全部区域中形成。在单元密度变化区域2中形成的单元的单元密度变化。也就是说,第一单元密度变化区域2穿过蜂窝状结构体I的面积或者贯穿蜂窝状结构体I的面积而形成并且具有的单元密度不同于根据第二示例实施例的蜂窝状结构体I中的单元密度变化区域2的单元密度。
[0095]特别地,图10所示的虚拟基础结构体5具有基础单元52,所述基础单元52具有46个单元/cm2的单元密度。基础单元52中的每个具有六边形管状形状。
[0096]在第一单元密度变化区域2中,主相交点13通过具有相同半径矢量r的基础相交点53使用的半径矢量r乘以放大倍数值Z而得到。放大倍数值Z通过线性函数Z = ar+b而得到。
[0097]根据第三示例实施例的蜂窝状结构体I的其他部件具有与根据第二示例实施例的蜂窝状结构体I的那些部件相同的结构。为了简洁在此省略相同部件的说明。根据第三示例实施例的蜂窝状结构体I具有与根据第一示例实施例的蜂窝状结构体I相同的作用和效果。
[0098]第四示例实施例
[0099]将给出根据第四示例实施例的蜂窝状结构体I的描述。
[0100]图11是示出根据第四示例实施例的蜂窝状结构体的结构的横截面图。如图11所示,根据第四示例实施例的蜂窝状结构体I具有是根据如图9和图10所示的第三示例实施例的蜂窝状结构体I的结构的修改的结构。如图11所示,根据第四示例实施例的蜂窝状结构体I具有所述第一单元密度变化区域2和第二单元密度变化区域4。第二单元密度变化区域4在第一单元密度变化区域2的径向外侧形成。换言之,第一单元密度变化区域2在第二单元密度变化区域4的径向内侧形成。径向方向垂直于蜂窝状结构体I的轴向方向。
[0101]根据图11所示的第四示例实施例的蜂窝状结构体I中的虚拟基础结构体5具有与根据图10所示的第三示例实施例的蜂窝状结构体I的虚拟基础结构体相同的结构。
[0102]在第一单元密度变化区域2和第二单元密度变化区域4中,主相交点13通过具有相同半径矢量r的基础相交点53使用的半径矢量r乘以放大倍数值Z而得到。放大倍数值Z通过线性函数Z = ar+b得到。
[0103]在第一单元密度变化区域2径向外侧形成的第二单元密度变化区域4在第一单元密度变化区域2的最外周与蜂窝状结构体I的最外周之间形成。第二单元密度变化区域4被形成以使得主单元12的单元密度从中心点14侧向径向外侧方向增大。此外,围绕蜂窝状结构体I最外周的第二单元密度变化区域4中的主单元12具有不变的单元密度。主单元12具有这样的形状和单元密度,所述形状和单元密度小于虚拟基础结构体5中的形状和单元密度。
[0104]根据第四示例实施例的蜂窝状结构体I的其他部件具有与根据第三示例实施例的蜂窝状结构体I的那些部件相同的结构。为了简洁省略相同部件的说明。
[0105]根据第四示例实施例的蜂窝状结构体I具有在第一单元密度变化区域2径向外侧形成的第二单元密度变化区域4。在第二单元密度变化区域4中形成的主单元12具有从中心点14侧向蜂窝状结构体I的最外周增大的单元密度。
[0106]这个结构使得能够增大第二单元密度变化区域4中的主单元壁11的数量并且增强根据第四示例实施例的蜂窝状结构体I的强度。
[0107]增大第二单元密度变化区域4中的主单元壁11中的每个的厚度从而增强蜂窝状结构体I的强度也是有效的。
[0108]优选主单元壁11中的每个的厚度t’满足1.3t< = tl的关系,其中t表示在内侧结构区域3和第一单元密度变化区域2中的主单元壁11中的每个的厚度。这个结构使得能够增强蜂窝状结构体I的强度而不阻止排气在第二单元密度变化区域4中的主单元12中的平稳流动。
[0109]此外,优选在径向方向上从最外周测量的4mm长度内的层中的主单元12具有不变的单元密度。由于高的外部应力施加到蜂窝状结构体I中从最外周测量的大约4mm长度内的层,当这个层中的主单元12具有不变的单元密度时,能够增强蜂窝状结构体I的强度。
[0110]根据第四示例实施例的蜂窝状结构体I具有与根据第一示例实施例的蜂窝状结构体I相同的作用和效果。
[0111]第五示例实施例
[0112]将参考图12和图13给出根据第五示例实施例的蜂窝状结构体I的描述。
[0113]图12是示出根据第五示例实施例的蜂窝状结构体I的结构的横截面图。图13是示出将要用在第五示例实施例中的虚拟基础结构体的结构的横截面图。
[0114]根据图12和图13所示的第五示例实施例的蜂窝状结构体I具有单元12、22和32,所述单元12、22和32在形状方面不同于用在根据图9和图10所示的第三示例实施例的蜂窝状结构体I中的单元12、22和32。也就是说,根据第五示例实施例的蜂窝状结构体I仅仅具有第一单元密度变化区域2。换言之,全部单元12在第一单元密度变化区域2中形成,即,跨
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