[發明專利]一種飛機制造用抗沖擊泡沫金屬復合材料的復合壁板結構

有效

• 申請號: 202210697593.6
• 申請日: 2022-06-20
• 公開（公告）號: CN114771803B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 王鑫;劉小川;白春玉;王彬文;何石
• 申請（專利權）人: 中國飛機強度研究所
• 主分類號: B64C1/10
• 分類號: B64C1/10;B64C1/40
• 代理公司: 北京棧橋知識產權代理事務所(普通合伙) 11670
• 代理人: 劉婷

1.一種飛機制造用抗沖擊泡沫金屬復合材料的復合壁板結構，其特征在于，包括吸聲芯材（1）、設于所述吸聲芯材（1）上下兩端的過渡連接層（2）、與所述過渡連接層（2）上遠離吸聲芯材（1）一側連接的玻璃纖維防護層（3）、與所述玻璃纖維防護層（3）上遠離過渡連接層（2）一側連接的外蒙皮（4）；

所述吸聲芯材（1）包括由多個傘狀空管架（10）呈矩陣式排列而成的第一基板層（11）和第二基板層（12），所述第一基板層（11）和第二基板層（12）上下對稱分布且各個傘狀空管架（10）的開口朝向靠近過渡連接層（2）的方向，傘狀空管架（10）內壁貼設有泡沫金屬圈（13），位于同一豎直方向上的兩個傘狀空管架（10）之間通過加強連接結構（14）連接，所述加強連接結構（14）包括上下兩端分別與對應側的傘狀空管架（10）連接的應力分散盒（140）、設于所述應力分散盒（140）內且交叉分布的加強支桿（141）、填充于所述應力分散盒（140）內部的第一泡沫金屬填料（142）；

所述過渡連接層（2）內部上下兩端分布有多個連接凹槽（20），且位于同一豎直方向上的兩個連接凹槽（20）之間設有連通腔（21），每個連接凹槽（20）內壁均為粗糙結構；

兩個所述玻璃纖維防護層（3）上下對稱分布，且玻璃纖維防護層（3）包括由玻璃纖維材料制成的防護外層（30）、防護內層（31）以及呈網格狀分布的防護架（32），所述防護外層（30）和防護內層（31）相對扣接，所述防護架（32）設于防護外層（30）和防護內層（31）之間，防護內層（31）側壁通過粘結膠與各個連接凹槽（20）連接；

每個所述傘狀空管架（10）是由兩個U型彎管（100）交叉形成的傘狀結構，所述U型彎管（100）的末端與過渡連接層（2）內壁連接，且連接處設有應力分散架（15），所述U型彎管（100）的末端設有相互貫通的多個卡接孔（101），所述應力分散架（15）是由相互交叉分布且通過所述卡接孔（101）與U型彎管（100）外壁連接的多個應力分散支桿（150）構成。

2.根據權利要求1所述的一種飛機制造用抗沖擊泡沫金屬復合材料的復合壁板結構，其特征在于，各個所述傘狀空管架（10）之間的孔隙處填附有第二泡沫金屬填料（102）。

3.根據權利要求2所述的一種飛機制造用抗沖擊泡沫金屬復合材料的復合壁板結構，其特征在于，所述泡沫金屬圈（13）、第一泡沫金屬填料（142）以及第二泡沫金屬填料（102）的材質均為開孔泡沫鋁。

4.根據權利要求1所述的一種飛機制造用抗沖擊泡沫金屬復合材料的復合壁板結構，其特征在于，所述防護架（32）包括呈水平方向放置的防護總板（320）、呈網格狀分布且底端貫穿所述防護總板（320）并延伸至防護總板（320）底端的多個防護子板（321），且防護外層（30）和防護內層（31）相對側均設有多個可卡接入網格狀結構內的防護卡塊（33），所述防護卡塊（33）為空心結構。

5.根據權利要求4所述的一種飛機制造用抗沖擊泡沫金屬復合材料的復合壁板結構，其特征在于，各個所述防護卡塊（33）靠近防護總板（320）側設有加強卡塊（330），所述防護總板（320）上下兩端分別設有與加強卡塊（330）一一對應的卡槽（322）。

6.根據權利要求3所述的一種飛機制造用抗沖擊泡沫金屬復合材料的復合壁板結構，其特征在于，所述開孔泡沫鋁的制備過程為：

S1、采用超音速氣體霧化爐制備鋁合金粉末，并利用超聲波振動篩進行篩分后，獲取粒徑為100目~250目的粉末；

S2、按照重量比為1:5的比例將上述鋁合金粉末與氯化鈉顆粒置于混合機中，以450-500r/min的速率混合攪拌2-3h，得到混合物；

S3、將混合物裝入鋁包套中，采用真空泵進行抽真空脫氣，直至真空度小于5×10^-3Pa，然后，在溫度為450-500℃，壓力為120-150MPa的條件下，利用熱等靜壓機進行熱等靜壓處理2-4h，得到熱壓坯；

S4、從熱等靜壓機的模具中取出熱壓坯，在室溫下，利用超聲波清洗2-8h，去除熱壓坯表面的氯化鈉顆粒，得到開孔泡沫鋁。