话题

六角密封填料


六边形闭合填料棒六角密封实心

在六角形密堆积中,球状物层层堆积,使交替层中的球状物相互重叠。在立方密堆积中,每个球体都被包围其他12个球体。收集了13个这样的球体,给出了所示的星团以上。连接外部12个球体的中心可以得到约翰逊固体 J_(27)被称为三角正比丘(斯坦豪斯1999年,第203-205页;威尔斯1991年,第237页)。

六角密封填料必须具有与立方密封填料相同的填料密度,因为滑动一片球体不能影响音量他们占领了。为了验证这一点,构建一个包含六角形的三维图三层单元单元(Steinhaus 1999,第203-204页)。顶部和底部有六个1/6-球体和一个半球.因此,这两行中的球体总数为

 2(6·1/6+1·1/2)=3.
(1)

这个体积属于球体中间一行不能简单地使用几何计算。然而,对称性要求一块被切断的是完全平衡的另一边多了一块。因此有三种球体在中间层,共6个,共体积

 V_(单位单元格中的球体)=·(4pi)/3r^3(3+3)=8pir^3。
(2)

单位单元的底部是规则的六角形由六个人组成等边三角形带有边长第2轮.单位单元库地区因此是

 A_(单位电池)=6[1/2(2r)(平方(3)r)]=6sqrt(3)r^2。
(3)

高度与两个相同四面体长度第2轮在一边,所以

 h(单位电池)=2(2rsqrt(2/3)),
(4)

 eta_(HCP)=(8pir^3)/((6sqrt(3)r^2)(4rsqrt(2/3)))=pi/(3sqort(2))
(5)

(Conway和Sloane,1993年,第7和9页)。现在开普勒猜想已建立,六边形紧密填料和立方体的密封包装,两者具有相同的包装密度属于eta=pi/(3sqrt(2))=0.74048。。。,是已知的密度最大的均匀球体填料。

如果我们真的想计算体积属于内部和外部六边形 棱镜,我们可以使用球形的帽子要获得的方程式

V_子集 =1/3pih^2(3r-h)
(6)
=1/3人^31/3(3-1/(平方米(3)))
(7)
=1/9pir^3(3-(平方码(3))/3)
(8)
=1/(27)pir^3(9平方米(3))
(9)
V_超集 =pir^3[4/3-1/(27)(9平方米(3))]
(10)
=1/(27)pir^3(36-9+平方米(3))
(11)
=1/(27)pir^3(27+sqrt(3))。
(12)
挤压立方体挤压六边形

如果填充在立方晶格、面心立方晶格和六角形晶格中的球体可以均匀膨胀,直到彼此相遇,它们就会形成立方体、六角形棱镜和菱形十二面体。特别是,如果面心立方填料的球体膨胀,直到填满空隙,它们形成一个固体菱形十二面体(左侧如果六角密封填料的球体膨胀,则形成第二个不规则十二面体,由六个菱形和六个梯形组成(右上图;斯坦豪斯1999年,第206页)被称为梯形斜方十二面体。后者可以通过将前者切成两半和旋转两半60度相互尊重。短发的长度旋转十二面体的长边长度是其长度的2/3和4/3倍菱形面。两者都是菱形十二面体斜方方十二面体填空多面体.


另请参见

圆形填料,立方密封填料,开普勒猜想,开普勒问题,球形填料

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工具书类

J.H.Conway和N.J.A.Sloane。球体《填料、格架和组》,第2版。纽约:Springer-Verlag,1993年。斯坦豪斯,H。数学快照,第三版。纽约:多佛,1999年。威尔斯,D。这个企鹅奇趣几何词典。伦敦:企鹅,第53-54页,1991年。

参考Wolfram | Alpha

六角密封填料

引用如下:

埃里克·魏斯坦(Eric W.Weisstein)。“六角密封填料。”发件人数学世界--Wolfram Web资源。https://mathworld.wolfram.com/Hexagonal ClosePacking.html

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