[發明專利]一種厚壁蜂窩夾層結構及方法

在審

• 申請號: 202010219419.1
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111300943A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 黃濤;趙勁濤;龔耀華;周李鵬
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B32B27/36
• 分類號: B32B27/36;B32B27/12;B32B3/12;B32B17/02;B32B17/10;B32B7/12;B32B37/14;B32B37/12;B32B38/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 云燕春

本發明一種厚壁蜂窩夾層結構及方法，屬于結構材料領域；包括外層板和中間夾層，通過膠粘劑將所述中間夾層固定于兩個外層板之間；所述外層板為復合材料面板，所述中間夾層包括蜂窩芯子和吸能壁板；所述蜂窩芯子由若干等壁厚正六邊形結構的蜂窩單胞組成，所述蜂窩單胞的壁厚/壁長＞0.02；所述吸能壁板固定于所述蜂窩芯子的外圍，并固定于兩個所述外層板之間。蜂窩夾層結構的整體抗壓、抗彎性能也隨之增強，同時本發明外圍壁板在芯層部分能量釋放的過程中處于吸能狀態，進一步提高了整個夾層結構的承載能力。

技術領域

本發明屬于結構材料領域，具體涉及一種厚壁蜂窩夾層結構及方法。

背景技術

蜂窩夾層結構以其優異的力學性能和多功能的耗能潛力(如消聲、隔熱、微波吸收等)，逐漸取代部分木制材料和金屬材料，在航空航天、交通運輸、海洋工程、仿生結構等領域得到了廣泛的應用。常見的是以正六邊形蜂窩為芯子的蜂窩結構，目前，國內外的學者們對蜂窩夾層結構已經進行了諸多研究，其中不論是夾層結構的力學性能測試研究方面，還是數值分析及理論研究方面，均取得了豐碩的研究成果。

在專利CN103991247中公開了“一種中空、輕質類蜂窩仿生結構的蜂窩板”，該結構的蜂窩芯并未有明顯變化，且面板沒有明顯增強，因此抗彎抗壓能力沒有較大的改善。而且，現階段大多數研究針對的是薄壁蜂窩夾層結構，對于厚壁蜂窩夾層結構鮮少有研究，而厚壁蜂窩在密封領域有突出應用，因此對于厚壁蜂窩及厚壁蜂窩夾層結構的研究有重要的工程意義。

發明內容

要解決的技術問題：

為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種厚壁蜂窩夾層結構及方法，采用正六邊形結構的蜂窩芯子結構，并通過限定蜂窩芯子的結構比例，增強了該結構的抗壓、抗彎能力。

本發明的技術方案是：一種厚壁蜂窩夾層結構，包括外層板和中間夾層，通過膠粘劑將所述中間夾層固定于兩個外層板之間；其特征在于：所述外層板為復合材料面板，所述中間夾層包括蜂窩芯子和吸能壁板；所述蜂窩芯子由若干等壁厚正六邊形結構的蜂窩單胞組成，所述蜂窩單胞的壁厚/壁長＞0.02；所述吸能壁板固定于所述蜂窩芯子的外圍，并固定于兩個所述外層板之間。

本發明的進一步技術方案是：所述的復合材料面板為玻璃纖維增強復合材料。

本發明的進一步技術方案是：所述的膠粘劑為雙組分環氧樹脂膠。

本發明的進一步技術方案是：所述蜂窩芯子和吸能壁板的材質均為PLA聚乳酸。

本發明的進一步技術方案是：所述蜂窩芯子的相對密度為21％，所述蜂窩單胞的壁厚為2mm，壁長6mm，所述吸能壁板的壁厚為1mm。

一種厚壁蜂窩夾層結構的制備方法，其特征在于具體步驟如下：

步驟一：采用3D打印技術制備所述蜂窩芯子；

步驟二：將所述膠粘劑均勻涂抹在一個所述復合材料面板的一側面上，然后將所述蜂窩芯子的一側與所述復合材料面板對齊并粘貼，然后進行固化，溫度為25℃，時間為24小時；

步驟三：將所述膠粘劑均勻涂抹在另一個所述復合材料面板的一側面上，然后將步驟二固化后的所述蜂窩芯子的另一側與另一個所述復合材料面板對齊并粘貼，然后進行固化，溫度為25℃，時間為24小時，得到厚壁蜂窩夾層結構。

本發明的進一步技術方案是：所述3D打印技術為FDM熔融沉積技術。

有益效果