CN109334165A - 一种轻质多功能面内内凹超结构夹芯复合结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轻质多功能内凹型手征超结构夹芯复合结构，包括第一外表面(L1)钢板，表层下面为聚脲弹性体层(L2)，再下方为钢板(L3)，并与由金属泡沫填充的内凹型手征结构(L4)相连，再与钢板(L5)相连接，并进一步连接聚脲弹性体层(L6)，最后与夹芯板第二外边面钢板相连接，形成复合夹芯结构。该结构能够显著减少重量，且具有承载、吸声、隔振、抗冲击、防***等多种功能。

Description

一种轻质多功能面内内凹超结构夹芯复合结构
技术领域
本发明涉及一种复合结构，具体涉及一种轻质多功能复合结构。
背景技术
随着科技的迅速发展，以轻量化技术实现功能目标并尽可能降低制造和运行的成本，已经成为工程领域的必然要求。人们在追求材料轻质化的同时，也在寻求能够兼顾轻质和其他某种或多种优良性能于一体的先进结构和材料，以满足实用需求。其中超轻多孔固体金属材料的制备与成型技术不断成熟，制备成本下降，并且具有典型的多功能性，集成了优异的力、电、热、声等多性能于一体。将多孔金属结构与材料相结合，能广泛用于航空航天、轨道交通、海洋工程等领域。
内凹结构在外部载荷作用下，内凹的角点处会发生旋转，引起整体结构的压缩变形，结构中的内凹角点处的角度为结构增加了额外设计参数，能够通过调控和优化手征超结构的构型实现多功能性，比如结构轻量化、抑振、减振降噪降噪、抗冲击吸能等。
多孔金属泡沫填充内凹型手征夹芯与双层实体面板复合形成的夹芯复合结构，从而实现功能材料与结构的轻量化、减振、抗冲击、防***多功能一体化。典型的夹芯复合结构一般选择单一芯层或者采用其他功能材料填充的格栅/点阵夹芯结构，尽管填充材料可以实现一定程度的多功能性，但是制备工艺复杂，成本高且能实现的多功能性相对局限，限制了其工程应用领域和范围。为了充分发挥和综合提高夹芯板的多功能性，开发和设计能够实现轻质、隔声、减振降噪、抗冲击、防***一体化多功能目标的夹芯复合结构，满足工程设计需求的同时实现对夹芯板经济型、批量化生产的要求。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种轻质多功能复合结构，该结构具有承载、吸声、减振降噪、抗冲击、防***吸能等多种功能一体化。
为了达成上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种轻质多功能复合结构，包括所述的第一外表面(1)、第二外表面(7)，以及外表面下方的聚脲弹性体面板(2)和(6)，以及介于聚脲弹性体面板(2)和(6)之间的泡沫填充内凹型手征夹芯复合板，其特征在于上、下内面板(3)和(5)为金属板，中间夹芯层为泡沫填充内凹型手征夹芯结构(4)。
所述内凹型手征夹芯结构层(4)中的手征结构为六边内凹型周期性胞元结构。
所述金属泡沫填充内凹型手征夹芯层(4)的泡沫材料为泡沫铝、泡沫铝合金、泡沫铜或者泡沫钢。
所述的第一外表层(1)和第二外表层(7)的金属面板为铝合金或者钢。
所述的第一外表层(1)和第二外表层(7)的金属面板的厚度相同或者不同。
所述的第一外表层内层(2)和第二外表层内层(6)为聚脲弹性体或者聚四氟乙烯防爆材料层。
所述的第一外表层内层(2)和第二外表层内层(6)高聚物防爆层的厚度相同或者不同。
所述的第一外表面(1)和第一外表面内层(2)、第二外表面(7) 和第一外表面内层(6)、第一外表面内面(2)和内部手征夹芯复合板上面板(3)、第二外表面内面(6)和内部手征夹芯复合板下面板 (5)、内凹型手征夹芯复合板上面板(3)和泡沫填充内凹型手征夹芯层(4)、内凹型手征夹芯复合板下面板(5)和泡沫填充内凹型手征夹芯层(4)通过焊接或者强力胶粘接在一起。
与现有技术相比，本发明有如下优点：
1、本发明的轻质多功能复合结构由泡沫填充内凹型手征夹芯层(4)、泡沫填充手征夹芯复合板上、下面板(3)和(5)、第一外表面下层抗***高聚物夹层板(2)和(6)、以及第一外表面(1)和 (7)复合而成；
2、由聚脲或者聚四氟乙烯层(2)和(6)、金属面板(1)、 (7)、(3)、(5)和泡沫填充内凹型手征结构(4)构成的多层复合结构能够显著减小本发明的重量；
3、最中间夹芯层由无序的金属泡沫和内凹型手征结构(4) 复合起来，构成的泡沫填充内凹型手征夹芯结构能够充分发挥泡沫材料的吸声、冲击吸能特性，内凹型手征结构具有抑振降噪、抗阻尼功能，提升结构的综合性能。
4、泡沫填充内凹型手征夹芯层(4)的金属泡沫材料构成的吸声体，用于吸收声音中的高频信号，并具有一定的抗冲击吸能功能，其中的内凹型手征结构具有低频、抑振的功能；第一、二外面板(1) 和(7)下面的聚脲或者聚四氟乙烯层(2)和(6)具有抗***吸能、扩大***冲量脉宽，减少***波峰值应力的功能；
5、由聚脲或者聚四氟乙烯层(2)和(6)、金属面板(1)、 (7)、(3)、(5)和泡沫填充内凹型手征结构(4)构成的多层复合结构具有较高的整体抗弯刚度，而且泡沫填充内凹型手征夹芯层具有优异的低频抑振减振降噪功能，从而导致泡沫填充手征夹芯复合结构具有较高的固有频率，适合用于工程结构的低频抑振和吸声降噪应用。
6、金属泡沫填充内凹型手征夹芯层(4)和聚脲或者聚四氟乙烯层(2)和(6)、金属面板(1)、(7)、(3)、(5)构成的多层复合结构具有高比刚度、比强度、抗冲击吸能、抗***、低频抑振、吸声降噪等优异性能，所用复合结构材料具有较高的化学稳定性和可回收特点。
7、由此上述可见，该新型轻质泡沫填充手征夹芯复合板结构集成了吸声降噪、轻质、抗冲击、防***、减振等多种优异特性。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
具体实施办法
下面结合附图和具体实施方法对本发明专利做进一步详细说明。
如图1所示，本发明一种泡沫填充内凹型手征夹芯复合结构，包括第一、二外表面(1)和(7)、第一、二外表面下层抗***高聚物夹层(2)和(6)、泡沫填充手征夹芯复合板上、下面板(3)和(5)、泡沫填充手征夹芯层(4)。
优选的，金属泡沫填充内凹型手征夹芯层(4)中的手征结构构型为六边内凹型的周期性胞元结构。
优选的，金属泡沫填充内凹型手征夹芯层(4)的泡沫材料为泡沫铝、泡沫铝合金、泡沫铜或者泡沫钢。
优选的，上外表面(1)和下外表(7)的材料为铝合金或者钢。
优选的，上表面(1)和下表层(7)的临近层抗***高聚物夹层(2)和(6)的材料为聚脲或者聚四氟乙烯。
上表层(1)和下表层内层(7)高聚物防爆层的厚度相同或者不同。
上表层内层(2)和下表层内层(6)高聚物防爆层的厚度相同或者不同。
第一外表面(1)和第一外表面内面(2)、第二外表面(7) 和第二外表面内面(6)、第一外表面内面(2)和内部手征夹芯复合板上面板(3)、第二外表面内面(6)和内部手征夹芯复合板下面板 (5)、手征夹芯复合板上面板(3)和泡沫填充内凹型手征夹芯层(4)、手征夹芯复合板下面板(5)和泡沫填充内凹型手征夹芯层(4)通过焊接或者强力胶粘接在一起。

Claims (8)

1.一种轻质多功能泡沫填充的内凹型手征夹芯多功能复合结构，其特征在于：包括第一外表面(1)、第二外表面(7)，以及外表面下方的聚脲弹性体面板(2)和(6)，以及介于聚脲弹性体面板(2)和(6)之间的泡沫填充内凹型手征夹芯复合板，其特征在于上、下内面板(3)和(5)为金属板，中间夹芯层为泡沫填充内凹型手征夹芯结构(4)。
2.根据权利要求1所述的泡沫填充内凹型手征夹芯轻质多功能复合结构，其特征在于：所述的内凹型手征夹芯结构层(4)为六边内凹形。
3.根据权利要求1和2所述的泡沫填充内凹型手征夹芯轻质多功能复合结构，其特征在于：所述金属泡沫填充手征夹芯层(4)的泡沫材料为泡沫铝、泡沫铝合金、泡沫铜或者泡沫钢。
4.根据权利要求1和2所述的泡沫填充内凹型手征夹芯轻质多功能复合结构，其特征在于：所述的第一外表层(1)和第二外表层(7)的材料为钢板。
5.根据权利要求1和2所述的泡沫填充内凹型手征夹芯轻质多功能复合结构，其特征在于：所述的第一外表层内层(2)和第二外表层内层(6)的材料为聚脲弹性体或者聚四氟乙烯防爆材料层。
6.根据权利要求1和2所述的泡沫填充内凹型手征夹芯轻质多功能复合结构，其特征在于：所述的第一外表层(1)和第二外表层(7)的金属面板厚度相同或者不同。
7.根据权利要求1和2所述的泡沫填充内凹型手征夹芯轻质多功能复合结构，其特征在于：所述的第一外表层内层(2)和第二外表层内层(6)高聚物防爆弹性层的厚度相同或者不同。
8.根据权利要求1和2所述的泡沫填充内凹型手征夹芯轻质多功能复合结构，其特征在于：所述的第一外表面(1)、第二外表面(7)，以及外表面下方的聚脲弹性体面板(2)和(6)，以及介于聚脲弹性体面板(2)和(6)之间的泡沫填充内凹型手征夹芯复合板，其特征在于上、下内面板(3)和(5)为金属板，中间夹芯层为泡沫填充内凹型手征夹芯结构(4)。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112519329A (zh) * 2020-07-17 2021-03-19 南京航空航天大学 新型复合三明治防爆结构及其制备方法
CN113639604A (zh) * 2021-06-29 2021-11-12 中国人民解放军国防科技大学 一种复合芯体夹心圆筒防爆结构

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103847163A (zh) * 2014-03-04 2014-06-11 中山大学 泡沫填充蜂窝铝芯三明治结构及其制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103847163A (zh) * 2014-03-04 2014-06-11 中山大学 泡沫填充蜂窝铝芯三明治结构及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
戴平仁等: "聚脲弹性体"三明治"夹层结构抗爆性能", 《工程塑料应用》 *
裴连政: "负泊松比夹芯板抗爆性能实验与仿真研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112519329A (zh) * 2020-07-17 2021-03-19 南京航空航天大学 新型复合三明治防爆结构及其制备方法
CN113639604A (zh) * 2021-06-29 2021-11-12 中国人民解放军国防科技大学 一种复合芯体夹心圆筒防爆结构
CN113639604B (zh) * 2021-06-29 2022-04-08 中国人民解放军国防科技大学 一种复合芯体夹心圆筒防爆结构

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