[發(fā)明專利]針織三維蜂窩結(jié)構(gòu)

有效

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• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108177396B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬丕波;楊瞳;蔣高明;繆旭紅;叢洪蓮;陳晴;萬愛蘭;常玉萍
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號: B32B3/12
• 分類號: B32B3/12;B32B1/06;B32B27/12;B32B9/00;B32B9/04;B32B27/02;B32B27/08;B32B27/34;B32B27/36;B32B27/38;B32B27/42;B29B11/14;B29C67/20;B29C70/68
• 代理公司: 無錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32104
• 代理人: 殷紅梅;劉海

本發(fā)明涉及一種針織三維蜂窩結(jié)構(gòu)，其特征是：所述針織三維蜂窩結(jié)構(gòu)由若干依次連接的循環(huán)單元組成，每個(gè)循環(huán)單元包括上下兩部分左右分離的單面編織區(qū)，上下兩部分左右分離的單面編織區(qū)折疊成截面呈菱形的立體蜂窩結(jié)構(gòu)；上部分的左右分離的單面編織區(qū)的上端由雙面編織區(qū)與相鄰的循環(huán)單元連接，下部分的左右分離的單面編織區(qū)的下端由雙面編織區(qū)與相鄰的循環(huán)單元連接，上部分左右分離的單面編織區(qū)的下端和下部分左右分離的單面編織區(qū)的上端之間由左右相連的單面編織區(qū)連接；所述立體蜂窩結(jié)構(gòu)與樹脂固化成型。本發(fā)明能夠采用針織織造工藝實(shí)現(xiàn)三維蜂窩結(jié)構(gòu)的性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種針織三維蜂窩結(jié)構(gòu)，屬于紡織材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

作為一種特殊復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，蜂窩夾層復(fù)合材料因其輕質(zhì)、高比強(qiáng)度和比剛度、抗壓縮、隔熱、減震、耐沖擊等優(yōu)勢而被廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車、船舶等領(lǐng)域。在航空工業(yè)中，蜂窩夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料已大量應(yīng)用于飛機(jī)主、次承力結(jié)構(gòu)件，如機(jī)翼、機(jī)身、尾翼和雷達(dá)罩等。

蜂窩夾層復(fù)合材料板一般由上下兩層高強(qiáng)度蒙皮和低密度夾芯層膠結(jié)而成，蒙皮一般為高性能纖維復(fù)合材料層合板，夾芯層通常采用傳統(tǒng)正六邊形、正方形、菱形、三角形等蜂窩，夾芯材料有紙、玻璃布、鋁合金、芳綸紙（Normax、Korex）等。蜂窩夾層板通過增加夾芯層厚度，可在質(zhì)量增加很少的前提下大幅度提高其剛度和強(qiáng)度，從而獲得比強(qiáng)度和比剛度較高的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)件，并且可根據(jù)力學(xué)和功能要求進(jìn)行各向異性設(shè)計(jì)和選材。

剛性鋁蜂窩芯材與剛性復(fù)合材料蒙皮難以配合膠結(jié)，且機(jī)械加工要求較高、加工復(fù)雜；鋁蜂窩芯材與玻璃纖維或碳纖維復(fù)合材料蒙皮熱膨脹系數(shù)相差較大，加工制造過程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力容易引起二者間的開裂、變形或扭曲等；另外，鋁蜂窩芯材與碳纖維復(fù)合材料蒙皮的直接接觸易出現(xiàn)電化學(xué)腐蝕。為克服這些不足，開發(fā)了玻璃布蜂窩、芳綸紙蜂窩（如Nomex蜂窩和Korex蜂窩）。

芳綸紙蜂窩芯是由芳綸紙經(jīng)過涂膠、切紙、疊合、熱壓、拉伸、浸膠、定型、片切等工序加工而成，采用一定工藝將碳纖維面板、玻璃纖維面板、鋁板等材料貼合在芳綸蜂窩表面可加工為各種芳綸蜂窩夾層材料。在國外，普通紙蜂窩、鋁蜂窩和Nomex蜂窩夾層結(jié)構(gòu)均應(yīng)用于鐵道車輛，意大利的ETR-500、美國的BART地鐵及德國Thyseen磁懸浮列車均采用大量這種結(jié)構(gòu)。這種方法制得的材料處于高溫高濕環(huán)境中或承受交變外力時(shí)，黏接處容易開裂，從而材料的性能將會大幅下降。三維紡織復(fù)合材料作為一種新型的復(fù)合材料，可從根本上解決層壓和鋪層復(fù)合材料存在的分層問題，采用針織技術(shù)實(shí)現(xiàn)三維蜂窩結(jié)構(gòu)更是一個(gè)全新的研究領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種針織三維蜂窩結(jié)構(gòu)，采用針織織造工藝實(shí)現(xiàn)三維蜂窩結(jié)構(gòu)的性能。

按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，一種針織三維蜂窩結(jié)構(gòu)，其特征是：所述針織三維蜂窩結(jié)構(gòu)由若干依次連接的循環(huán)單元組成，每個(gè)循環(huán)單元包括上下兩部分左右分離的單面編織區(qū)，上下兩部分左右分離的單面編織區(qū)折疊成截面呈菱形的立體蜂窩結(jié)構(gòu)；上部分的左右分離的單面編織區(qū)的上端由雙面編織區(qū)與相鄰的循環(huán)單元連接，下部分的左右分離的單面編織區(qū)的下端由雙面編織區(qū)與相鄰的循環(huán)單元連接，上部分左右分離的單面編織區(qū)的下端和下部分左右分離的單面編織區(qū)的上端之間由左右相連的單面編織區(qū)連接；所述立體蜂窩結(jié)構(gòu)與樹脂固化成型。

所述針織三維蜂窩結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征是，包括以下步驟：

（1）在雙針床拉舍爾經(jīng)編機(jī)上編織平面針織物，編織成的平面針織物上具有若干個(gè)循環(huán)單元，每個(gè)循環(huán)單元均包括從上至下依次的2區(qū)、1區(qū)、2區(qū)和3區(qū)，1區(qū)為雙面編織區(qū)、2區(qū)為左右分離的單面編織區(qū)、3區(qū)為左右相連的單面編織區(qū)；

（2）在平面針織物編織完成之后進(jìn)行折疊，即沿上部分和下部分的2區(qū)之間的3區(qū)進(jìn)行折疊，形成立體的蜂窩結(jié)構(gòu)；