蜂窩結構的夾層是形狀像蜂窩的夾層結構，這種結構的夾層由金屬材料制成、由玻璃纖維或復合材料制成的一系列六邊形單元膠合在夾層的上側和下側（或釬焊）上較薄的表板。

蜂窩結構

據(jù)估計，工蜂需要消耗16公斤花蜜才能分泌1公斤蜂蠟；為了采集1公斤的花蜜，蜜蜂必須飛行32萬公里才能完成；相當于繞地球八圈。所以蜜蠟對蜜蜂來說是珍貴的。

科學家發(fā)現(xiàn)，正六邊形建筑結構的緊密度最高、所需材料最簡、可使用空間最大。因此，它可以容納數(shù)萬只蜜蜂。這種規(guī)則的六邊形蜂巢結構顯示出驚人的數(shù)學天賦，令許多建筑師自嘆不如、佩服有加。

憑借上帝賦予的智慧，蜜蜂選擇了角數(shù)最多的正六邊形。在原料量相同的情況下，蜂巢的體積最大，因此可以容納更大量的蜂蜜。精致神奇，又非常符合實際需求，是最經(jīng)濟的空間建筑。蜜蜂建造的蜂巢真是一座令人驚嘆的自然建筑。早在18世紀初，法國天文學家馬拉爾迪(Maraldi)文獻)很多蜂箱都是手工測量的，發(fā)現(xiàn)每個蜂箱的孔和底都是正六棱柱。

如果把整個蜂巢的底部分成三個菱形截面，每個銳角和每個鈍角的角度相等(銳角約為72°、鈍角約109°)更令人驚訝的是，為了防止蜂蜜流出，每個蜂巢的構造都是從中間向兩邊橫向鋪開；每個蜂箱從內(nèi)室的底部到開口呈現(xiàn)13°的仰角。

蜂窩結構

蜜蜂的蜂巢結構非常精致、適用且節(jié)省材料。蜂巢是由無數(shù)大小相同的細胞組成的，都是正六邊形每個細胞都被其他細胞包圍著，兩個細胞之間只有一層蠟壁。令人驚訝的是，房間洞的底部既不是平的也不是圓的，而是尖的。底部由三顆相同的鉆石組成。有人測量了鉆石的角度兩個鈍角都是109°，兩個銳角都是70°。神奇的是，世界上所有的蜂巢都是按照這個統(tǒng)一的角度和模式建造的。自然 的杰作真是令人驚嘆。

蜂窩結構

蜂巢的結構引起了科學家們的極大興趣。經(jīng)過對蜂巢的深入研究，科學家們驚訝地發(fā)現(xiàn)，相鄰的蜂窩共用一面墻和一個洞底，非常節(jié)省建筑材料；房間洞是一個正六邊形，蜜蜂 的身體基本上是一個圓柱體，所以蜜蜂在房間的洞里不會有多余的空間，也不會感到擁擠。

一種夾層結構，其中夾層的形狀像蜂窩，也稱為蜂窩夾層結構。

美國B-隱身轟炸機的機體部件多采用夾層結構，即在兩塊高強度薄板之間，膠合一層密度極低的蜂窩層，以提高機體的強度、質(zhì)量減輕。發(fā)動機的噴口深深地放在機翼里，呈蜂窩狀，這樣雷達波只能進入、不能出。鉛筆中的石墨是由排列成六角形蜂窩狀薄片的碳原子組成的。如果這些碳原子重組，它們可以變成鉆石。

蜂窩式航天器

蜂窩結構給了航天器設計者很大的靈感，他們在開發(fā)中采用了蜂窩結構：先用金屬做一個蜂窩，然后用兩塊金屬板夾住，形成蜂窩結構。這種蜂窩結構強度高，重量輕，也有利于隔音隔熱。因此，目前的航天飛機、人造衛(wèi)星、飛船內(nèi)部大量使用蜂窩結構，衛(wèi)星的外殼幾乎都是蜂窩結構。因此，這些航天器也被統(tǒng)稱為蜂窩航天器。

蜂窩夾層結構

這種結構的夾層由金屬材料制成、在夾層的上下兩側粘接一系列由玻璃纖維或復合材料制成的六角形四邊形等形狀的孔（或釬焊）上較薄的表板。早期使用的輕質(zhì)椴木夾層不防潮耐腐蝕不防火，于是人們把目光投向了金屬蜂窩夾層。最早的蜂窩夾層結構制造于1945年。蜂窩結構比其他夾層結構具有更高的強度和剛度，結構效率比鉚接結構可提高15%～30%夾層的蜂窩狀單元尺寸、形成網(wǎng)格的薄板的高度和厚度決定了表面板的局部屈曲、穿孔墻板屈曲臨界應力與夾層結構隔熱性能。這些尺寸的選擇一般應保證能承受一定的屈曲荷載，并在未來具有一定的隔熱性能。蜂窩結構的應力分析與一般夾層結構相同。在航空航天工業(yè)中，蜂窩結構常被用于制造各種機翼表面的壁板、艙面、艙蓋、地板、發(fā)動機護罩、尾噴管、消音板、隔熱板、衛(wèi)星星體外殼、剛性太陽電池翼、拋物面天線、火箭推進劑艙底等。

蜂窩結構

蜂窩結構

蜂窩結構（蜂窩 結構）是覆蓋二維平面的最佳拓撲結構。

傳感器節(jié)點 對周圍環(huán)境的感知采用布爾感知模型/表示傳感器節(jié)點的感知距離， 表示節(jié)點P的感知區(qū)域，所以 是以P為圓心的圓、半徑為r的圓盤，代表 的圓周常見符號定義如下：

T：目標區(qū)域；

t：正方形目標區(qū)域的邊長；

r：節(jié)點的感知距離；

N：初始節(jié)點集合；

r：節(jié)點總數(shù)；

 ：目標區(qū)域的節(jié)點密度；

p：節(jié)點；

 ：節(jié)點p的感知區(qū)域；

 ：節(jié)點p的感測區(qū)域的周長；

P：節(jié)點集合；

R(P)節(jié)點集p的覆蓋區(qū)域， ；

E(P)節(jié)點集尸體覆蓋區(qū)域的邊集；

V(P)節(jié)點集尸體覆蓋區(qū)域的頂點集；

生成的覆蓋集的大小

定義1：給定目標面積t和節(jié)點集n，如果T R(N)，則稱n為覆蓋集。如果W N和W是覆蓋集，則稱W是n的覆蓋子集。若W“如果在n的所有覆蓋子集中有最小的尺寸，則稱為w“是n的最小覆蓋子集。無線傳感器網(wǎng)絡的覆蓋問題是尋找給定目標區(qū)域T和節(jié)點集n的最小覆蓋子集W*

在找到n的最小覆蓋子集w之后“后就可僅調(diào)度W“工作節(jié)點，w*中間節(jié)點的感知區(qū)域可以完全覆蓋目標區(qū)域，讓其他節(jié)點休眠，從而降低網(wǎng)絡的整體能耗。當W*當節(jié)點失效后，最小覆蓋子集可以重新生成。此外，一些研究工作的目標是構造一個最小連通覆蓋子集，即不僅要求主動節(jié)點完全覆蓋目標區(qū)域，而且要求主動節(jié)點之間是連通的，以保證主動節(jié)點之間的相互通信。與覆蓋率相比，節(jié)點集的連通性更容易滿足。當一個節(jié)點的通信距離大于2個感知距離時，可以保證覆蓋子集是連通的，但一般情況下，一個節(jié)點的通信距離遠大于感知距離。即使節(jié)點的通信距離小于2，也可以先找到覆蓋子集，然后再添加幾個連通的節(jié)點.很容易知道，當且僅當初始節(jié)點集是覆蓋集時，存在最小覆蓋子集。求解最小覆蓋子集已被證明是NPhard問題，目前沒有多項式時間的有效算法。當傳感器節(jié)點數(shù)量較大時，只能通過近似算法獲得接近最優(yōu)解的覆蓋子集。

圖1顯示了蜂窩結構的一部分，每個節(jié)點的有效覆蓋區(qū)域為大小相等的正六邊形，可以無縫覆蓋二維平面。在蜂窩結構中，每個節(jié)點有六個鄰居，其感知區(qū)域的圓周完全被這六個鄰居覆蓋，每個鄰居覆蓋的角度為。如果p是一個二維平面上的點集，則E可以很容易地知道(P)中的元素必須是弧，v(P)中的元素必須是圓之間的交點。

蜂窩結構

蜂窩結構可以通過圖2所示的迭代方法構建：圖2(a)在 上選一個小x，然后e(x}中唯一的元素是一個角度為 ，v的圓弧(P)= ；圖2(b)在 上選擇一個點Y，這樣e(x}弧in被 覆蓋， 也被r覆蓋(x}覆蓋 角，V (P)={V1,Vz}圖2 (c)在 上選擇一個點z，使 覆蓋V (P)中某點，且E(x,y}弧in被 覆蓋， 也被r覆蓋(x,y}覆蓋 °角。這個過程可以重復，直到所選點集的覆蓋區(qū)域擴展到整個目標區(qū)域。在每個階段，如果先前選擇的點集是p，并且當前選擇的點是p，則應該滿足以下條件：

1)若V (P)  ，那么 至少要覆蓋v(P)中的某個交點，使得e(P)對應弧的端點被 覆蓋，加P后弧不會分成兩段；

2)若E(P)如果弧E與 相交，則E被 覆蓋的角度為R (P)覆蓋角為，其中 為e(P)與3356英寸相交的弧的數(shù)量。

蜂窩結構