一種加強型蜂窩復合板制造技術

本發明專利技術涉及一種加強型蜂窩復合板，包括蜂窩芯、上面板、下面板，蜂窩芯包括若干六邊形單元胞體，六邊形單元胞體的外單元胞體內衍生有若干層尺寸逐漸縮小的內單元胞體，內單元胞體與外單元胞體共軸，而且相對的邊平行，相對的角通過壁面連接。本發明專利技術對蜂窩芯進行改進，并通過加強型的復合纖維鋪層組合結構，在抗彎、低速沖擊方面擁有較好的力學特性。蜂窩芯的孔型增多且有規律排布，具有更加優越的剛性強度和極限破壞載荷，其質量輕、強度高的特點符合目前工業應用領域的需求，具有較好的輕量化特性。上面板、下面板為復合纖維鋪層，具有比強度高，比模量大，可設計性、抗腐蝕性和耐久性能好、熱膨脹系數大等特點。

【技術實現步驟摘要】
一種加強型蜂窩復合板
本專利技術涉及機械承載以及建筑材料領域，更具體地說，涉及一種加強型蜂窩復合板。
技術介紹
鋁蜂窩復合板由于其質量小、強度高、剛性好、隔熱等優點，使其在汽車、航空航天、機械等領域的高質量、高能耗裝備中的應用越來越廣泛。鋁蜂窩復合板材由上、下面板以及中間蜂窩夾芯組成，承載過程中，上、下面板承受較大部分的彎矩，中間蜂窩夾芯承受主要的剪力。一方面，傳統的蜂窩夾芯結構以簡單單元胞體結構為主，結構設計較為單一，夾芯截面與上下面板的接觸面積小，使得蜂窩夾芯與面板的接觸強度偏低，容易導致面板與蜂窩芯剝離。另一方面，目前單一的上、下面板設計難以滿足當前快速發展的工業設計需求，傳統的上、下面板以單層的輕薄鋁板為主，對抵抗外部低速沖擊與彎曲的性能較弱。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術的不足，提供一種提高蜂窩復合板的力學承載能力的加強型蜂窩復合板。本專利技術的技術方案如下：一種加強型蜂窩復合板，包括蜂窩芯、上面板、下面板，蜂窩芯包括若干六邊形單元胞體，六邊形單元胞體的外單元胞體內衍生有若干層尺寸逐漸縮小的內單元胞體，內單元胞體與外單元胞體共軸，而且相對的邊平行，相對的角通過壁面連接。作為優選，上面板、下面板為復合纖維鋪層，復合纖維鋪層為纖維鋪層、支撐片、纖維鋪層的夾層結構。作為優選，纖維鋪層包括多層交錯重疊布置的纖維布。作為優選，纖維鋪層為上鋪層、橫向鋪層、下鋪層的多層結構。作為優選，上鋪層、下鋪層包括多個鋪層單元，每個鋪層單元包括若干交錯重疊布置的纖維布。作為優選，鋪層單元包括豎直鋪纖維布、兩個對稱交叉的斜向鋪纖維布；橫向鋪層為橫向鋪纖維布，橫向鋪纖維布與上鋪層、下鋪層的鋪層單元交錯重疊于豎直鋪纖維布與斜向鋪纖維布的交叉位置。作為優選，蜂窩芯與上面板、蜂窩芯與下面板之間設置粘劑層。本專利技術的有益效果如下：本專利技術所述的加強型蜂窩復合板，對蜂窩芯進行改進，并通過加強型的復合纖維鋪層組合結構，在抗彎、低速沖擊方面擁有較好的力學特性。本專利技術的蜂窩芯以傳統簡單六邊形單元胞體為基礎進行多孔演化，采用周期性衍生的設計思路，使最外層的外單元胞體內部衍生相應的內單元胞體，具有較強的抗承載調節性和控制性，適合不同的外部承載條件。蜂窩芯的孔型增多且有規律排布，具有更加優越的剛性強度和極限破壞載荷，其質量輕、強度高的特點符合目前工業應用領域的需求，具有較好的輕量化特性。蜂窩芯的孔型增多，還增大了蜂窩芯與上面板、下面板的接觸面積，粘合力度更大，粘合更加緊密，降低了上面板、下面板與蜂窩芯剝離的損傷危害，提高了蜂窩復合板整體結構在面外承載過程中的穩定性。上面板、下面板為復合纖維鋪層，具有比強度高，比模量大，可設計性、抗腐蝕性和耐久性能好、熱膨脹系數大等特點。這些特點使得復合纖維鋪層能滿足現代結構承載向重載、輕質高強等工業設計領域發展。復合纖維鋪層的三層結構可以有效的減緩上面板上表面的抗壓與下表面的抗拉帶來的損傷危害，一定程度上有效的提高了其抵抗低速沖擊以及彎曲的能力。鋪層單元交錯式多方向鋪層方式，有效提高上面板、下面板在異向工況下的承載能力。本專利技術結構穩定，可以適用于不同的領域承載條件與輕量化需求，能夠較好的表現其力學特性，可以應用在機械承載、建筑材料與工業裝備設計等方面，應用領域廣。附圖說明圖1是本專利技術的結構爆炸示意圖；圖2是六邊形單元胞體的橫截面示意圖(衍生兩層內單元胞體)；圖3是蜂窩芯的橫截面示意圖(衍生兩層內單元胞體)；圖4是六邊形單元胞體的橫截面示意圖(衍生一層內單元胞體)；圖5是蜂窩芯的橫截面示意圖(衍生一層內單元胞體)；圖6是上面板、下面板(復合纖維鋪層)的結構爆炸示意圖；圖7是鋪層單元的結構示意圖；圖8是纖維鋪層的結構示意圖(只截取局部進行示出)；圖中：10是上面板，11是下面板，12是粘劑層，13是蜂窩芯，20是六邊形單元胞體，21是外單元胞體，22是內單元胞體，23是壁面，30是纖維鋪層，301是上鋪層，302是下鋪層，303是橫向鋪層，31是支撐片，32是鋪層單元，321是豎直鋪纖維布，322是斜向鋪纖維布。具體實施方式以下結合附圖及實施例對本專利技術進行進一步的詳細說明。本專利技術為了解決現有技術存在的易剝離、抵抗外部低速沖擊與彎曲的性能弱等不足，提供一種加強型蜂窩復合板，如圖1所示，包括蜂窩芯13、上面板10、下面板11，為了增加蜂窩芯13與上面板10、下面板11之間的粘合強度，在蜂窩芯13與上面板10、蜂窩芯13與下面板11之間設置粘劑層12，將蜂窩芯13、上面板10、下面板11粘合為一體，增強蜂窩芯13與上面板10、下面板11之間的粘合強度。蜂窩芯13包括若干六邊形單元胞體20，為了增強蜂窩芯13的力學抗承載能力，本專利技術的蜂窩芯13以傳統簡單六邊形單元胞體20為基礎進行多孔演化，采用周期性衍生的設計思路，如圖2至圖5所示，六邊形單元胞體20的外單元胞體21內衍生有若干層尺寸逐漸縮小的內單元胞體22，內單元胞體22與外單元胞體21共軸，而且相對的邊平行，相對的角通過壁面23連接。即最外層的外單元胞體21內部衍生相應的內單元胞體22，則蜂窩芯13的橫截面呈仿生的蜘蛛網結構。與現有技術的蜂窩芯13相比，本專利技術所述的蜂窩芯13的孔型增多且有規律排布，表現出更加優越的剛性強度和極限破壞載荷；質量輕強度高的特點符合目前工業應用領域的需求，輕量化特性表現優越。本專利技術通過對蜂窩芯13進行多孔有規律的衍生變化，蜂窩芯13的孔型增多，增大了蜂窩芯13與上面板10、下面板11的接觸面積，粘合力度更大，粘合更加緊密，蜂窩芯13與上面板10、下面板11的接觸強度增大，降低了上面板10、下面板11與蜂窩芯13剝離的材料損傷危害，提高了蜂窩復合板整體結構在面外承載過程中的穩定性。內單元胞體22的尺寸大小可以由比例公式ψ1＝L1/L0與ψ2＝L2/L0確定。如圖2、圖3所示，其中L0為最外層的外單元胞體21邊長，L1為次小級內單元胞體22邊長，L2為最小級內單元胞體22邊長，構型中有0≤L2≤L1，0≤ψ2≤ψ1恒成立。當ψ2＝0時，如圖4、圖5所示，外單元胞體21內部只有一個內單元胞體22。則蜂窩芯13的相對密度公式可以用來表示。其中，t為蜂窩厚度。由相對密度公式可知，通過改變厚度t,大邊長L0,以及比例ψ1的方式，可以確定其相對密度值，而結構的相對密度決定了其動態承載能力。由此，通過設計合理的參數值來調節蜂窩芯13的相對密度，從而可以達到控制和調節本專利技術的動態承載能力，使得本專利技術的蜂窩芯13的應用面更廣，力學性能可控性強，達到較好改善其力學抗承載能力的目的。本專利技術的上面板10、下面板11為復合纖維鋪層，如圖6所示，復合纖維鋪層為纖維鋪層30、支撐片31、纖維鋪層30的夾層結構。其中，復合纖維鋪層具有比強度高，比模量大，可設計性、抗腐蝕性和耐久性能好，熱膨脹系數大等特點，使得復合纖維鋪層能滿足現代結構承載向重載、輕質高強等工業設計領域發展。支撐片31(如薄鋁片)上下表面均貼附著復合纖維鋪層，當本專利技術所述的蜂窩復合板承力時，上面板10最先受到力的作用，通過復合纖維鋪層對支撐片31的兩面進行適當強化，可以有效的減緩上面板10上表面的抗壓與下表面的抗拉帶來的損傷危害，一定程度上有效的提高了其抵抗低速沖擊以及彎曲的能力。其中，纖維鋪層本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種加強型蜂窩復合板，包括蜂窩芯、上面板、下面板，其特征在于，蜂窩芯包括若干六邊形單元胞體，六邊形單元胞體的外單元胞體內衍生有若干層尺寸逐漸縮小的內單元胞體，內單元胞體與外單元胞體共軸，而且相對的邊平行，相對的角通過壁面連接。

【技術特征摘要】
1.一種加強型蜂窩復合板，包括蜂窩芯、上面板、下面板，其特征在于，蜂窩芯包括若干六邊形單元胞體，六邊形單元胞體的外單元胞體內衍生有若干層尺寸逐漸縮小的內單元胞體，內單元胞體與外單元胞體共軸，而且相對的邊平行，相對的角通過壁面連接。2.根據權利要求1所述的加強型蜂窩復合板，其特征在于，上面板、下面板為復合纖維鋪層，復合纖維鋪層為纖維鋪層、支撐片、纖維鋪層的夾層結構。3.根據權利要求2所述的加強型蜂窩復合板，其特征在于，纖維鋪層包括多層交錯重疊布置的纖維布。4.根據權利要求3所述的加強型蜂窩復合板，其...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張勇，徐翔，王琎，林繼銘，
申請(專利權)人：華僑大學，
類型：發明
國別省市：福建,35