[發明專利]一種集振動抑制和輕質高強為一體的蜂窩結構板及其制備方法

有效

• 申請號: 202110024815.3
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112874066B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 吳林志;靳洋;于國財
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: B32B15/20
• 分類號: B32B15/20;B32B3/24;B32B3/12;B32B7/12;B32B37/06;B32B37/10;B32B37/12;B23K26/38;B32B3/08;B32B3/30;B32B38/04
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 李紅媛

一種集振動抑制和輕質高強為一體的蜂窩結構板及其制備方法，它涉及蜂窩領域，本發明將輕質蜂窩結構和局域共振型聲子晶體相結合。本發明將鋁合金薄板，通過線切割加工，得到的帶有凹槽的鋁合金方條，然后進行組裝，即可得到蜂窩結構；中間振子層由鋁合金板激光切割成特定類似球拍的形狀，然后粘接不銹鋼圓片獲得中間振子層。最后將格柵結構、振子層還有上下面板組裝，并用高強環氧樹脂結構膠粘接固定，最后利用硫化機進行加溫加壓固化，即可得到多功能四邊形蜂窩結構。本發明應用于材料領域。

技術領域

本發明涉及蜂窩材料領域，具體涉及一種集振動抑制和輕質高強為一體的蜂窩結構板及其制備方法。

背景技術

輕量化是自然界進化的主題，也是眾多機械工程領域永恒追求的目標。輕質夾芯結構以其比強度、比剛度高等優勢，在航空航天等領域得到了廣泛的應用。目前，常見的輕質夾芯結構是格柵結構和點陣結構。現代衛星結構中蜂窩夾芯結構(六邊形格柵結構)是最為常見的一種夾芯結構，并取得了明顯的減重效果。

然而，由于蜂窩結構輕質高強的特點，導致其聲振性能很差。提高結構聲振性能的常規方法是添加阻尼材料，但是提高結構的阻尼只在高頻處有效果，低頻處的減振效果不明顯。而且某些提高阻尼的方法是以犧牲結構的承載能力為代價，因此迫切需要一種既能低頻減振降噪，又具有高承載能力的多功能蜂窩結構。

近年來興起的聲子晶體超結構，由于其特殊的周期結構形式，能夠在特定頻率范圍內形成禁帶，抑制該頻率范圍彈性波的傳播。聲子晶體超結構分為兩類，一種是散射型，又稱為光子晶體；另一種是局域共振型。散射型聲子晶體彈性波禁帶的產生主要依靠其內部特殊的周期結構，因此結構單胞的幾何尺寸應和對應的波長相當，這就要求該種形式的聲子晶體結構尺寸比較大，在低頻減振降噪的應用方面有一定的限制。然而，局域共振型聲子晶體的禁帶產生主要和其微結構形式有關，對周期性要求不高，因此擅長于小尺寸控制大波長，在低頻減振降噪方面有重要應用前景。

發明內容

本發明將輕質蜂窩結構和局域共振型聲子晶體相結合，提出一種集振動抑制和輕質高強為一體的蜂窩結構板及其制備方法。

本發明的一種集振動抑制和輕質高強為一體的蜂窩結構板，它包括振子層、振子、柵格、上面板和下面板；

所述的振子層是在板材上開設有多個通孔；

所述的振子是由基板和圓片組成；所述的基板為位于通孔內的板材凸出結構，所述的凸出結構呈“球拍”形結構；在基板上下表面設置有圓片；

所述的柵格分別設置于振子層上下表面，且每個柵格孔與通孔的軸線均重合；上面板設置于振子層上部的柵格上；下面板設置于振子層下部的柵格上。

進一步地，所述的基板和通孔是通過激光切割加工鋁合金或碳纖維增強復合材料板得到的。

進一步地，通過線切割加工切割鋁合金板或碳纖維增強復合材料板，在鋁合金板或碳纖維增強復合材料板上切割陣列式的通孔，并在加工通孔過程中，將通孔外周鋁合金或碳纖維增強復合材料板利用激光切割成“球拍”形結構，作為基板。

進一步地，所述的圓片為不銹鋼圓片，圓片粘貼于基板“球拍”形結構的圓形上下表面。

進一步地，上面板與下面板分別通過環氧樹脂結構膠粘貼在柵格上。

進一步地，所述的蜂窩結構板為四邊形蜂窩結構板。

進一步地，所述的柵格、上面板和下面板的材質為鋁合金或碳纖維增強復合材料。

本發明的一種集振動抑制和輕質高強為一體的蜂窩結構板的方法，它是利用嵌鎖組裝工藝制備而成；