[發明專利]具有類仿生爪界面的纖維金屬波紋層板一體化制備方法

在審

• 申請號: 202211386716.0
• 申請日: 2022-11-07
• 公開（公告）號: CN115648787A
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 李丙;劉浩;趙長財
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B32B37/06
• 分類號: B32B37/06;B32B37/10;B32B37/00;B32B38/00;B32B3/30;B32B15/20;B32B15/14;B32B9/00;B32B9/04;B32B27/04;B32B27/38;B32B5/12
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產權代理事務所(普通合伙) 11474
• 代理人: 王冬杰

1.一種具有類仿生爪界面的纖維金屬波紋層板一體化制備方法，其特征在于，具體實施步驟如下：

S1、制備金屬板和纖維預浸帶；

S2、對金屬板進行凹槽和微孔加工；

S3、將金屬板和纖維預浸帶按照金屬板-纖維預浸帶-金屬板的方式進行鋪層：

S31、根據制備零件實際服役環境所承擔的載荷確定鋪層的數量；

S32、將第一層纖維預浸帶的下端按著90°鋪設在第一金屬板的凹槽上，將第(N-1)層纖維預浸帶的下端按著90°交替鋪設在第一層纖維預浸帶的上端，將第N層纖維預浸帶的下端按著90°交替鋪設在第(N-1)層纖維預浸帶的上端，最后將第二金屬板鋪設在第N層纖維預浸帶的上端，得到纖維金屬層板，所述纖維金屬層板的剪切強度表達式為：

τ_仿＝F/S+τ_嚙合

其中，F為力的大小，S為膠接處的面積，τ_嚙合為機械嚙合所產生的剪切強度；

所述纖維金屬層板的剝離強度表達式為：

σ_T仿＝F/(W₀+W₁+W₂+W₃+W₄)+σ_嚙合

其中，W₀為金屬板減去凹槽的寬度，W₁，W₂，W₃，W₄為凹槽內所鋪碳纖維的寬度，σ_嚙合為機械嚙合所產生的剝離強度；

S4、將纖維金屬層板進行預固化：

S41、將纖維增強樹脂完全浸潤金屬板的凹槽；

S42、將纖維金屬層板放置真空熱壓爐中對層板加熱至110～130℃，施加的壓力為20～30MPa，保溫保壓時間為3～5min，得到預固化的纖維金屬層板；

S5、將預固化的纖維金屬層板進行成形固化：

S51、先將固體顆粒介質及成形模具加熱至180～200℃，接著將預固化的纖維金屬層板放置于成形模具中，對預固化的纖維金屬層板進行成形，固化過程中凹槽介于纖維金屬層板的波峰與波谷之間；

S52、成形結束后先進行保壓在進行降壓，將壓力降至0MPa，得到具有類仿生爪界面的纖維金屬波紋層板。

2.根據權利要求1所述的具有類仿生爪界面的纖維金屬波紋層板一體化制備方法，其特征在于，在步驟S2中，所述凹槽的深度為0.4～0.6mm，所述凹槽的寬度為0.4～0.6mm，相鄰兩凹槽之間的距離為5～10mm。

3.根據權利要求1所述的具有類仿生爪界面的纖維金屬波紋層板一體化制備方法，其特征在于，在步驟S32中，所述纖維預浸帶的厚度為0.2mm，所述金屬板的厚度為1.5mm。

4.根據權利要求1所述的具有類仿生爪界面的纖維金屬波紋層板一體化制備方法，其特征在于，在步驟S4中，預固化時的溫度為110～130℃，施加壓力為20～30MPa，保溫保壓時間為3～5min。

5.根據權利要求1所述的具有類仿生爪界面的纖維金屬波紋層板一體化制備方法，其特征在于，在步驟S5中，以剛性介質作為凸模，以固體顆粒介質作為軟凹模。

6.根據權利要求1所述的具有類仿生爪界面的纖維金屬波紋層板一體化制備方法，其特征在于，在步驟S5中，成形固化時的溫度為180～200℃，保壓壓力為30～40MPa，保壓時間為40～50min。

7.根據權利要求1或者5所述的具有類仿生爪界面的纖維金屬波紋層板一體化制備方法，其特征在于，所述固體顆粒介質的直徑為0.3～0.8mm。