[實用新型]復合材料格柵結構、復合材料格柵板及汽車電池箱

有效

• 申請號: 201720730066.5
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN206820044U
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 李淑萍;龐舒戈;問鼎;馮霞
• 申請（專利權）人: 遼寧通用航空發展有限公司;沈陽航空航天大學;遼寧通用航空研究院
• 主分類號: H01M2/10
• 分類號: H01M2/10
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 史明罡

技術領域

本實用新型涉及先進復合材料技術領域，尤其是涉及一種復合材料格柵結構。本實用新型還涉及一種具有上述復合材料格柵結構的復合材料格柵板及汽車電池箱。

背景技術

復合材料是指由無機非金屬、金屬或者有機高分子等幾類不同的材料通過特定工藝復合而成的具有新性能的一類新型材料。到如今，復合材料已經出現了很長一段時間。如早期的膠合板、玻璃鋼。隨著近幾年先進技術對材料性能提出了更高的要求，尤其是航空航天領域，先進復合材料隨之出現。與早期的復合材料相比，先進復合材料的各方面性能都有很大的提高。例如，玻璃纖維增強環氧樹脂復合材料的剛度和阻尼特性好，在飛機旋翼系統中，能夠制造出結構簡單、使用和維修方便的無鉸式旋翼，而且無鉸式旋翼的加速性能和使用壽命都有極大的提高。因此先進復合材料具有優異的比強度和比剛度、出色的韌性和彈性變形能力，是當前復合材料研究中的熱點。

隨著人們對能源技術的研究，降低能源消耗已經滲透到日常生活中的各個領域。以汽車領域為例，新能源汽車的發展得到政府的大力支持。此外，無論汽車的驅動采用何種能源，汽車輕量化一直需要不斷改進的方向。先進復合材料的重量輕，與傳統的鋼板車體相比可以減輕一半以上的重量，也就是說，采用先進復合材料的汽車與傳統汽車相比，油耗降低了一多半。

最近，先進復合材料在工程結構中的應用形式除了傳統的層合板結構外，相繼又開發出多種空間結構。例如，采用先進復合材料制成的航空飛機機艙段與航天發動機部件，其整體均為先進復合材料，大幅度地減少緊固件數量，降低了制造成本。同時，因采用了加筋的結構形式，使整體結構承載能力明顯提高，結構重量也隨之得到進一步降低。工程實踐表明，先進復合材料空間結構能充分地發揮先進復合材料高比強度、比模量的特點，有效地提高材料的利用率，并可采用整體化制備技術使其結構尺寸由零件級突破至部件級，降低結構重量和具有廣闊的設計空間，為此，受到了航空和航天工程界的青睞。

在先進復合材料空間結構中，網格肋骨結構增強的先進復合材料格柵結構(也稱為Grid加筋結構)是一種特殊的加筋結構，具有較高的可設計性、較低的成本和較高的抗損傷容限等獨特的優良性能。現有的Grid加筋結構是指由格形加筋骨架與被支撐復合材料層合板、殼(筒殼或錐殼)組成并共同承載的一類結構，由于格形加筋骨架形似網，故又被稱為先進復合材料網格結構。該結構的幾何特征是其筋(或肋骨)的布置和走向是由2至4個方向組成的一個循環模式。

為了充分發揮纖維軸向承載能力高的特點，格形(菱形格、方形格、三角形格等)加筋骨架通常采用纖維束(帶)連續短程鋪放方式構成格柵骨架。上述結構具有格柵骨架整體性好，可以滿足結構不同部位的設計需求的優點。為了避免發生層合板常見的分層現象和微裂紋，格柵單元均為幾何不變的超靜定結構，即使局部格柵出現損傷，其周圍的格柵骨架仍為幾何不變結構，因此，格柵結構生存力強，易于進行開口補強操作，并具有很好的抗損傷能力。

但是，先進復合材料格柵結構亦具有其自身固有的優缺點，并不能完全取代夾層結構。隨著研究的不斷深入，本領域技術人員發現格柵結構更適用于以結構的撓度或基頻為控制條件的結構，而夾層結構則更適用于以整體屈曲為控制條件的結構，而格柵結構在以整體屈曲為控制條件的結構上的力學性能不佳，主要表現在容易疲勞失效、強度較低。其中，以整體屈曲為控制條件是指，結構體發生疲勞或者破壞前，要滿足整體屈曲的條件。其中，屈曲變形是指，當板在面內承受的壓縮載荷和剪切載荷達到一定數值時，板偏離原來的平衡狀態而發生的屈曲變形現象。本領域的技術人員發現，以格柵結構的板為例，由于為各向異性板，載荷在達到發生屈曲的數值前，即使其處于平衡狀態，板內也有初始撓度存在，也可能產生撓曲變形。

綜上，提供一種復合材料格柵結構的材料，使其在整體屈曲為控制條件的結構中的性能更好，是本領域技術人員亟待解決的問題。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種復合材料格柵結構，以緩解現有技術中的復合材料格柵結構在用于以整體屈曲為控制條件的結構體中，結構體的整體強度較低的技術問題。本實用新型的另一目的在于提供一種復合材料格柵板。本實用新型的又一目的在于提供一種汽車電池箱。

本實用新型提供的復合材料格柵結構，包括中間板，所述中間板的一側固接第一格柵層，另一側固接第二格柵層；所述第一格柵層內包括多個并排布置的第一肋骨，所述第二格柵層內包括多個并排布置的第二肋骨，所述第一肋骨和所述第二肋骨均為長條狀，所述第一肋骨和所述第二肋骨在空間中呈夾角布置。