[發明專利]一種帶側向通氣孔的二維密排陣列復材管夾層及其加工方法

在審

• 申請號: 202110362535.3
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113183543A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 董志剛;康仁科;田俊超;陸冰偉;郭東明
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B32B3/24
• 分類號: B32B3/24;B32B3/12;B32B3/20;B32B38/04;B32B37/12;B32B37/14;B32B38/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 修睿;李洪福

本發明提供一種帶側向通氣孔的二維密排陣列復材管夾層及其加工方法，該陣列復材管夾層由復合材料六邊形原胞通過二維密排的方式制成，存在六邊形孔格內部的間隙和孔格間的縫隙，同時每個原胞棱上至少有3個通氣孔，即每個原胞至少與周圍3個原胞間縫隙相通；每排原胞內，每個原胞間縫隙至少與一個相鄰原胞相通；原胞上通氣孔可位于原胞側面或端面。本發明具有密度小、成本低、工作量較少、比剛度高和通氣孔所占空間較小的優點。

技術領域

本發明屬于夾層結構復合材料制造領域，具體地說是一種帶側向通氣孔的二維密排陣列復材管夾層及其加工方法。

背景技術

二維密排蜂窩夾層屬于弱剛度難加工結構。因其具有較小的密度、優異的抗沖擊、減振、高比強度和比剛度等特點，作為優良的高強度和超輕型結構，廣泛應用于航空、航天、衛星、汽車等工業產品制造中。

二維密排陣列復材管夾層是二維密排蜂窩夾層的一種，其原胞有多種形狀，例如圓形和正六邊形。由于部分二維密排陣列復材管不是二維密鋪結構，其各個原胞之間存在縫隙。二維密排蜂窩陣列復材管夾層通常由夾芯層的上下兩面膠接(或釬焊)上下兩個較薄的表板或蒙皮而成。為增強結構抗氧化能力和提高結構使用壽命，常對二維密排蜂窩夾層結構進行抽真空和填充氣體處理。

目前用于二維密排蜂窩夾層的抽真空方法，通常是在夾芯層與上下兩個薄板未粘接時使用真空泵將其抽真空，在抽真空的同時利用粘接劑完成夾芯層與上下兩個薄板的粘接。該方法需要使用熱壓機與冷壓機，所需設備投資比較大，熱壓機工作溫度達到100攝氏度以上，消耗能源較大，不適用于二維密排陣列復材管夾層，且使用該法無法為夾層填充氣體。金祖森等人在專利NO98240600.2蜂窩紙板的開槽紙芯中提出一種用于二維密排蜂窩夾層的抽真空方法，是沿中心線在夾芯層的底面上每一排原胞的壁上設計有通氣孔，在完成夾芯層與上下兩個薄板的粘接后對其進行抽真空處理。但是該方法只適用于密鋪蜂窩夾層，若用于有縫隙的二維密排陣列復材管夾層，則無法保證排盡原胞間縫隙內的空氣，且通氣孔所占空間較大。因此，急需提出一種對設備要求較小、通氣孔所占空間較小、便于空氣排盡的帶側向通氣孔的二維密排陣列復材管夾層，并提出其加工方法。

發明內容

根據上述提出的技術問題，而提供一種帶側向通氣孔的二維密排陣列復材管夾層及其加工方法。本發明的技術手段如下：

一種帶側向通氣孔的二維密排陣列復材管夾層，包括緊鄰有序排布的若干復合材料原胞，所述復合材料原胞的截面為正六邊形，相鄰排原胞間錯位排布，錯位區域形成原胞間縫隙，所述原胞上加工或制造至少三個通氣孔，所述原胞間縫隙至少與一個相鄰原胞相通。

進一步地，第一類通氣孔設置在每個原胞的右上壁和左上壁上，其用于貫通連接相鄰兩個原胞及其所夾縫隙。

第二類通氣孔為非貫通通氣孔，設置在每個原胞的右下壁上，其用于連通各個原胞與右下側原胞間縫隙。

進一步地，將部分第一類通氣孔設置在對應原胞的右下壁和左下壁上，將對應的第二類通氣孔設計在對應原胞的右上壁上。

進一步地，所述的通氣孔設置位置包括二維密排陣列復材管夾層的原胞端面上，或是原胞側面上。

本發明還提供了上述帶側向通氣孔的二維密排陣列復材管夾層的加工方法，包括以下步驟：

(1)使用膠將制備完成的復材單管相對應的棱粘接起來；

(2)將粘接完的二維密排陣列復材管安裝在機床上，控制刀具在相應位置加工出通氣孔；

(3)將二維密排陣列復材管與上下兩個薄板粘接；

(4)通過通氣孔對二維密排陣列復材管夾層進行抽真空和填充氣體處理。

進一步地，粘接過程中相鄰兩個單管最靠近的兩個邊呈60°夾角，相鄰的三個復材管圍成一個原胞間縫隙。