【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于隔振，具體涉及一種一體式碳纖維復合材料阻尼填充夾層結構筏架及制備方法。
技術介紹
1、隔振技術是控制振動與噪聲污染的有效措施，筏架是動力設備和船體之間的結構，用于支撐動力設備，動力設備在運行時會產生振動，通過筏架傳遞到船體。
2、作為振動傳遞路徑上的結構，筏架的減振效果影響著船體航行的穩定性。現有的筏架主要為金屬材料，金屬材料局限于阻尼小，自身的減振效果不明顯，而且自重大。由于基體的存在，碳纖維復合材料的阻尼比金屬材料更加優異，也有部分人研制了碳纖維復合材料筏架，其支撐板采用純碳纖維復合材料，碳纖維復合材料的彈性模量低于金屬材料，為了獲得足夠的剛度，純碳纖維復合材料支撐板厚度要比金屬支撐板的厚度大，減重效果不明顯，且現有的筏架多采用組合式結構，各部件之間采用螺栓連接，長時間運行過程中，會出現松動的現象，影響筏架的使用性能。
3、對于現有技術中采用金屬或純碳纖維復合材料制備的筏架，因金屬重量大的剛性過大，阻尼力相對較小，而純碳纖維復合材料制備的剛性小，回彈力較弱，因此筏架的減振效果受限，不能適用減振要求較高的場景。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是克服現有技術中存在的重量較重、減振性能受限的缺陷，提供一種將阻尼材料、金屬以及碳纖維復合材料巧妙結合，既能保證剛度、降低重量又能大幅度提升減振效果的一體式碳纖維復合材料阻尼填充夾層結構筏架及制備方法。
2、本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：
3、作為第一個方面，一體
4、所述支撐板包括：
5、上面板和下面板；
6、具有若干填充孔的金屬蜂窩夾層，設置在所述上面板和所述下面板之間；
7、與所述填充孔形狀一致的若干阻尼材料填充塊，所述阻尼材料填充塊填充在所述金屬蜂窩夾層的填充孔內；
8、其中，所述上面板、下面板均所采用碳纖維復合材料預浸料逐層鋪設與所述金屬蜂窩夾層的上下表面固化連接。
9、進一步地，所述支座包括：
10、內設有空腔的支座本體；所述支座本體采用碳纖維復合材料；
11、多個水平減振槽，沿水平面開設在所述支座本體的內腔；
12、多個豎直減振槽，沿豎直方向均勻開設在所述支座本體外周面上；
13、所述豎直減振槽內配合安裝有阻尼材料插條，所述水平減振槽內配合安裝有阻尼材料框。
14、進一步地，所述支座本體呈正方體結構、長方體結構、圓柱體結構中的一種。
15、進一步地，所述阻尼材料填充塊采用橡膠或乙烯-醋酸乙烯共聚物材料中的一種或多種。
16、進一步地，所述金屬蜂窩夾層采用鋁合金材料或鈦合金材料。
17、進一步地，所述填充孔呈圓形空腔結構或多邊形空腔結構；所述阻尼材料填充塊的外周通過膠粘固定在所述填充孔的內壁上。
18、作為第二個方面，根據如上述所述的一體式碳纖維復合材料阻尼填充夾層結構筏架的制備方法，包括以下步驟：
19、s1.設定支撐板和支座的尺寸、形狀以及厚度；
20、s2.按步驟s1設定的支撐板尺寸、形狀以及厚度要求制備支撐板；
21、s3.制備碳纖維復合材料的支座，即將碳纖維復合材料采用模壓成型制備內設空腔的支座本體，并在支座本體的內壁上設置多個水平減振槽和在支座本體的外周均勻設置多個豎直減振槽；
22、s4.根據步驟s3中的水平減振槽形狀和尺寸制備與其配合的阻尼材料框，且根據步驟s3中的豎直減振槽形狀和尺寸制備與其配合的阻尼材料插條；所述阻尼材料框通過拉擠回彈的方式放置在對應的水平減振槽內，所述阻尼材料插條通過拉擠回彈的方式放置在對應的豎直減振槽內；
23、s5.將步驟s2制備完成的兩支撐板和步驟s4制備完成的支座進行二次固化成型，形成初始筏架結構；
24、s6.對步驟s5二次固化成型后的初始筏架結構進行后處理，獲得一體式筏架。
25、具體地，步驟s2支撐板的制備過程包括以下步驟：
26、s201.制備碳纖維復合材料預浸料層，并剪裁成設定尺寸；
27、s202.根據步驟s1中的設定，制備金屬蜂窩夾層；
28、s203.按照金屬蜂窩夾層中的填充孔制備相匹配的阻尼材料填充塊；
29、s204.將阻尼材料填充塊的外周面和填充孔的內壁通過膠粘固定在金屬蜂窩夾層上，直至阻尼材料填充塊將金屬蜂窩夾層填充完全；
30、s205.將步驟s201獲得的若干剪裁后的碳纖維復合材料預浸料層按照步驟s1中的設定要求逐層鋪設在金屬蜂窩夾層的上下表面，形成上面板和下面板；
31、s206.對鋪設完成的支撐板進行一次固化成型，即支撐板制備完成。
32、具體地，所述一次固化成型包括：采用固化壓具將鋪設完成的支撐板壓緊；壓緊后的支撐板連同固化壓具一并放入固化爐加熱固化；
33、所述二次固化成型包括以下內容：
34、在支座與兩個支撐板的接觸面上均涂覆粘膠，并對應膠粘固定；
35、采用固化夾具將膠粘固定后的支撐板與支座夾緊；
36、夾緊后的支撐板與支座連同固化夾具一并放入固化爐內加熱固化；
37、所述一次固化成型和二次固化成型的固化溫度均為120℃～150℃，固化時長均為2.5h～3.5h。
38、具體地，步驟s6中所述后處理包括對初始筏架結構打磨修邊處理。
39、本專利技術的一體式碳纖維復合材料阻尼填充夾層結構筏架及制備方法的有益效果是：
40、本專利技術的支撐板設置有采用碳纖維復合材料制備的上、下面板，且在上、下面板之間設置金屬蜂窩夾層，在金屬蜂窩夾層的若干填充孔內填充阻尼材料填充塊，形成采用阻尼填充夾層結構，將碳纖維復合材料制備的上下面板、金屬蜂窩夾層以及阻尼材料制備的阻尼材料填充塊鋪層融合，整個支撐板的表面采用碳纖維復合材料，增加筏架的阻尼，中間層設置金屬材料增加筏架的剛度，同時將阻尼材料填充塊填充到金屬蜂窩夾層的填充孔中，即降低了筏架的整體重量，又進一步地增加了筏架的阻尼，解決了現有技術中金屬筏架阻尼小、重量大，純碳纖維材料筏架剛度不足、減振效果受限的問題。
41、本專利技術的支座的支座本體采用碳纖維復合材料，在支座本體的內壁和外周面上分別設置有多個水平減振槽和豎直減振槽，在豎直減振槽內配合安裝有阻尼材料插條，在水平減振槽內配合安裝有阻尼材料框，在支座本體具有的阻尼性能基礎上，設置阻尼材料插條和阻尼材料框，在支座本體的外部和內部分別開有減振槽，并在減振槽內填充阻尼材料，在振動傳遞的過程中，可以耗散更多的振動能量，減振效果更佳，使得整個筏架的阻尼性能大大提升，即相對現有技術中的筏架，本專利技術的筏架的阻尼力明顯增加，大大提高了減振效果。
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1.一體式碳纖維復合材料阻尼填充夾層結構筏架，其特征在于：包括兩支撐板(1)和設置在兩所述支撐板(1)之間的支座(2)；
2.根據權利要求1所述的一體式碳纖維復合材料阻尼填充夾層結構筏架，其特征在于，所述支座(2)包括：
3.根據權利要求1所述的一體式碳纖維復合材料阻尼填充夾層結構筏架，其特征在于：所述支座本體(21)呈正方體結構、長方體結構、圓柱體結構中的一種。
4.根據權利要求1所述的一體式碳纖維復合材料阻尼填充夾層結構筏架，其特征在于：所述阻尼材料填充塊(15)采用橡膠或乙烯-醋酸乙烯共聚物材料中的一種或多種。
5.根據權利要求1所述的一體式碳纖維復合材料阻尼填充夾層結構筏架，其特征在于：所述金屬蜂窩夾層(13)采用鋁合金材料或鈦合金材料。
6.根據權利要求1所述的一體式碳纖維復合材料阻尼填充夾層結構筏架，其特征在于：所述填充孔(14)呈圓形空腔結構或多邊形空腔結構；所述阻尼材料填充塊(15)的外周通過膠粘固定在所述填充孔(14)的內壁上。
7.根據權利要求3所述的一體式碳纖維復合材料阻尼填充夾層結構筏
8.根據權利要求7任所述的一體式碳纖維復合材料阻尼填充夾層結構筏架的制備方法，其特征在于，步驟S2支撐板(1)的制備過程包括以下步驟：
9.根據權利要求8所述的一體式碳纖維復合材料阻尼填充夾層結構筏架的制備方法，其特征在于，所述一次固化成型包括：采用固化壓具將鋪設完成的支撐板(1)壓緊；壓緊后的支撐板(1)連同固化壓具一并放入固化爐加熱固化；
10.根據權利要求7任所述的一體式碳纖維復合材料阻尼填充夾層結構筏架的制備方法，其特征在于，步驟S6中所述后處理包括對初始筏架結構打磨修邊處理。
...【技術特征摘要】
1.一體式碳纖維復合材料阻尼填充夾層結構筏架，其特征在于：包括兩支撐板(1)和設置在兩所述支撐板(1)之間的支座(2)；
2.根據權利要求1所述的一體式碳纖維復合材料阻尼填充夾層結構筏架，其特征在于，所述支座(2)包括：
3.根據權利要求1所述的一體式碳纖維復合材料阻尼填充夾層結構筏架，其特征在于：所述支座本體(21)呈正方體結構、長方體結構、圓柱體結構中的一種。
4.根據權利要求1所述的一體式碳纖維復合材料阻尼填充夾層結構筏架，其特征在于：所述阻尼材料填充塊(15)采用橡膠或乙烯-醋酸乙烯共聚物材料中的一種或多種。
5.根據權利要求1所述的一體式碳纖維復合材料阻尼填充夾層結構筏架，其特征在于：所述金屬蜂窩夾層(13)采用鋁合金材料或鈦合金材料。
6.根據權利要求1所述的一體式碳纖維復合材料阻尼填充夾層結構筏架，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：臧猛，錢婷，曹忠亮，顧付偉，姚靈靈，
申請(專利權)人：江蘇理工學院，
類型：發明
國別省市：
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