CN105526488B - 单条结构、点阵单胞蜂窝结构和单条结构的制备方法 - Google Patents

单条结构、点阵单胞蜂窝结构和单条结构的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种单条结构、点阵单胞蜂窝结构和单条结构的制备方法，其中，单条结构包括条板，条板为平板状；条板上设置有至少一对圆管，圆管的中心轴线在条板的平面上，圆管的两端分别位于条板的宽度方向的两端。由于单条结构上述设置了至少一对圆管，从而增强了应用于夹芯结构的芯材中的单条结构的强度，增强了单条结构的抗冲击能力，再将单条结构应用到夹芯结构的时候，可以较好的承受动态冲击载荷，具有良好的抗失稳能力，使得夹芯结构可以较好的吸收冲击能量。

Description

单条结构、点阵单胞蜂窝结构和单条结构的制备方法
技术领域
本发明涉及，尤其涉及一种单条结构、点阵单胞蜂窝结构和单条结构的制备方法。
背景技术
飞机地板、火车地板以及火车座椅上通常采用夹芯结构，以减轻飞机、火车等的重量。夹芯结构需要采用芯材进行制造。现有技术中，夹芯结构的芯材一般采用六角蜂窝、正方形蜂窝结构，其中六角蜂窝结构包括蜂窝子结构，蜂窝子结构为板状板子，沿着板子的长度方向，在板子上依次设置了弯折部，弯折部为六边形的三个边构成的；两个蜂窝子结构上下覆盖设置而构成了六角蜂窝结构；六角蜂窝结构中具有多个蜂窝孔。
然而现有技术中，夹芯结构的芯材在承受动态冲击载荷的时候，容易出现蜂窝结构的壁板抗失稳能力差，进而会导致夹芯结构无法较好的吸收冲击能量。
发明内容
本发明提供一种单条结构、点阵单胞蜂窝结构和单条结构的制备方法，用以解决现有技术中蜂窝结构在承受动态冲击载荷的时候，容易出现蜂窝结构的壁板抗失稳能力差，进而会导致夹芯结构无法较好的吸收冲击能量的问题。
本发明的一方面是提供一种单条结构，包括：
条板，所述条板为平板状；
所述条板上设置有至少一对圆管，所述圆管的中心轴线在所述条板的平面上，所述圆管的两端分别位于所述条板的宽度方向的两端。
如上所述的单条结构中，所述一对圆管相向设置，且各所述圆管之间等距设置；
所述圆管的中心轴线与所述条板的长度方向之间的夹角为45度角。
如上所述的单条结构中，所述条板的宽度方向的两端上设置有嵌锁槽；
所述嵌锁槽设置在所述一对圆管之间，所述嵌锁槽的宽度等于所述条板的宽度。
如上所述的单条结构中，所述单条结构为纤维复合材料的单条结构。
本发明的另一方面是提供一种点阵单胞蜂窝结构，包括：
至少一个蜂窝单元；
所述蜂窝单元包括蜂窝子结构，以及两层覆盖板；所述两层覆盖板之间设置有所述蜂窝子结构；相邻的蜂窝单元之间设置有所述蜂窝子结构；
所述蜂窝子结构，包括至少四个如权利要求1-4任一项所述的单条结构；所述单条结构之间相互卡设，以形成蜂窝孔。
如上所述的点阵单胞蜂窝结构中，所述蜂窝孔中填充有填充物。
本发明的再一方面是提供一种单条结构的制备方法，包括：
在各模具上涂覆上脱模剂，所述模具为设置有至少一对凹槽的条板状模具；
将一层纤维预浸料铺设在一块所述模具上，并在所述凹槽中填充硅橡胶；
再覆盖上另一层纤维预浸料；
将另一块所述模具设置在所述另一层纤维预浸料上；
进行加温处理，在冷却之后去除各所述模具以及所述硅橡胶，得到所述单条结构。
如上所述的方法中，在所述得到所述单条结构之后，包括：
在所述单条结构的宽度方向的两端上，开设嵌锁槽；
其中，所述嵌锁槽设置在所述单条结构的一对圆管之间。
本发明提供一种可以应用到夹芯结构的芯材中的单条结构，单条结构包括条板，条板为平板状；条板上设置有至少一对圆管，圆管的中心轴线在条板的平面上，圆管的两端分别位于条板的宽度方向的两端。从而由于单条结构上述设置了至少一对圆管，从而增强了应用于夹芯结构的芯材中的单条结构的强度，增强了单条结构的抗冲击能力，再将单条结构应用到夹芯结构的时候，可以较好的承受动态冲击载荷，具有良好的抗失稳能力，使得夹芯结构可以较好的吸收冲击能量。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的单条结构的结构示意图；
图2为本发明实施例二提供的单条结构的结构示意图；
图3为本发明实施例三提供的点阵单胞蜂窝结构的结构示意图；
图4为本发明实施例三提供的点阵单胞蜂窝结构中蜂窝单元的结构示意图；
图5为本发明实施例三提供的点阵单胞蜂窝结构中蜂窝单元的连接关系示意图；
图6为本发明实施例四提供的单条结构的制备方法的流程图；
图7为本发明实施例四的执行过程中模具的结构示意图。
附图标记：
1-单条结构 2-条板 3-圆管
4-嵌锁槽 5-点阵单胞蜂窝结构 6-覆盖板
7-模具 8-凹槽 9-硅橡胶
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例一提供的单条结构的结构示意图，如图1所示，本实施例提供的单条结构1，包括：条板2，条板2为平板状；
条板2上设置有至少一对圆管3，圆管3的中心轴线在条板2的平面上，圆管3的两端分别位于条板2的宽度方向的两端。
在本实施例中，具体的，提供了一种可以应用到夹芯结构的芯材中的单条结构1，夹芯结构可以用于制造飞机地板、火车地板以及火车座椅等。单条结构1由一个平板状的条板2构成，在条板2上均匀的分布有多对圆管3，并且，各个圆管3的中心轴线都位于条板2的平面上，同时，各个圆管3的两端分别位于条板2的宽度方向的两端上。
单条结构1可以采用纤维复合材料制作而得，也可以采用金属材料制作而得。
同时，单条结构1中条板2的高厚比、圆管3的径长比、条板2的厚度、圆管3的厚度，以及圆管3的倾斜角度，都可以根据实际的应用而进行调整和改变。
可以将多个单条结构1进行相互嵌锁，通过不同的组装方式而得到不同形状的可以应用于夹芯结构中的芯材的结构。其中，各个单条结构1的相互嵌锁位置可根据实际需求而调整和设置，以通过不同的组装方式来满足对各种结构形状的要求。
本发明提供一种可以应用到夹芯结构的芯材中的单条结构1，单条结构1包括平板状的条板2，条板2上设置有至少一对圆管3，圆管3的中心轴线在条板2的平面上，圆管3的两端分别位于条板2的宽度方向的两端。从而由于单条结构1上述设置了至少一对圆管3，从而增强了应用于夹芯结构的芯材中的单条结构1的强度，增强了单条结构1的抗冲击能力，再将单条结构1应用到夹芯结构的时候，可以较好的承受动态冲击载荷，具有良好的抗失稳能力，使得夹芯结构可以较好的吸收冲击能量。
图2为本发明实施例二提供的单条结构的结构示意图，如图2所示，在实施例一的基础上，本实施例提供的单条结构1，一对圆管3相向设置，且各圆管3之间等距设置；圆管3的中心轴线与条板2的长度方向之间的夹角为45度角。
条板2的宽度方向的两端上设置有嵌锁槽4；嵌锁槽4设置在一对圆管3之间，嵌锁槽4的宽度等于条板2的厚度。
单条结构1为纤维复合材料的单条结构1。
在本实施例中，具体的，各对圆管3是相向设置的，同时，各个圆管3之间为等距的设置；从而一对圆管3呈现出“八”字形的设置。圆管3的中心轴线与条板2的长度方向之间的夹角为45度角；从而在一对圆管3中，由于一对圆管3呈现出“八”字形的设置，将条板2的长度方向看作一个x轴，则一个圆管3的中心轴线与条板2的长度方向之间的夹角为45度角，另外一个圆管3的中心轴线与条板2的长度方向之间的夹角为135度角。
在条板2的宽度方向的两端上设置有嵌锁槽4，将嵌锁槽4设置在一对圆管3之间，条板2的宽度方向的两端上的嵌锁槽4进行交错设置。同时，嵌锁槽4的宽度等于条板2的厚度。从而将可以将多个单条结构1进行相互嵌锁的时候，可以将单条结构1嵌锁在另外一个单条结构1的嵌锁槽4中，进而通过不同的组装方式而得到不同形状的可以应用于夹芯结构中的芯材的结构。
同时，单条结构1采用纤维复合材料而制作，从而得到纤维复合材料的单条结构1。
本实施例通过将单条结构1上的圆管3进行等距的设置，一对圆管3相向设置，圆管3的中心轴线与条板2的长度方向之间的夹角为45度角，从而增强了应用于夹芯结构的芯材中的单条结构1的强度；同时，在条板2上设置了嵌锁槽4，各个单条结构1可以通过嵌锁槽4进行连接；同时，纤维复合材料的单条结构1，可以减轻单条结构1的重量。从而由于单条结构1上述设置了至少一对圆管3，从而增强了应用于夹芯结构的芯材中的单条结构1的强度，增强了单条结构1的抗冲击能力，再将单条结构1应用到夹芯结构的时候，可以较好的承受动态冲击载荷，具有良好的抗失稳能力，使得夹芯结构可以较好的吸收冲击能量；同时，单条结构1中条板2的高厚比、圆管3的径长比、条板2的厚度、圆管3的厚度，以及圆管3的倾斜角度，都可以根据实际的应用而进行调整和改变，从而可以满足对各种结构形状的要求；单条结构1的结构简单，可以通过嵌锁的方式进行组装，便于进行大规模的制造，容易实现规模化生产。
图3为本发明实施例三提供的点阵单胞蜂窝结构的结构示意图，图4为本发明实施例三提供的点阵单胞蜂窝结构中蜂窝单元的结构示意图，图5为本发明实施例三提供的点阵单胞蜂窝结构中蜂窝单元的连接关系示意图，如图3、图4和图5所示，本实施例提供的点阵单胞蜂窝结构5，包括：至少一个蜂窝单元；
蜂窝单元包括蜂窝子结构，以及两层覆盖板6；两层覆盖板6之间设置有蜂窝子结构；相邻的蜂窝单元之间设置有蜂窝子结构；
蜂窝子结构，包括至少四个如实施例一、实施例二提供的单条结构1；单条结构1之间相互卡设，以形成蜂窝孔。
蜂窝孔中填充有填充物。
在本实施例中，具体的，点阵单胞蜂窝结构5包括了至少一个蜂窝单元，其中，蜂窝单元由蜂窝子结构和两层覆盖板6构成，两层覆盖板6分别覆盖在蜂窝子结构的两侧面，从而将蜂窝子结构设置在两层覆盖板6之间；并且，相邻的蜂窝单元之间固定设置有蜂窝子结构。具体来说，蜂窝子结构由至少四个相互卡设的单条结构1构成，其中，单条结构1可以采用实施例一、实施例二中提供的单条结构1，相互卡设的单条结构1可以形成蜂窝孔。并且，在蜂窝孔中填充了填充物，填充物可以是聚氨酯泡沫、石墨、橡胶、石膏、聚苯乙烯泡沫、活性炭或碳黑等等。
单条结构1由一个平板状的条板2构成，条板2上均匀的分布有多对圆管3，各个圆管3的中心轴线都位于条板2的平面上，各个圆管3的两端分别位于条板2的宽度方向的两端上；各对圆管3是相向设置的，各个圆管3之间为等距的设置，从而一对圆管3呈现出“八”字形的设置；圆管3的中心轴线与条板2的长度方向之间的夹角为45度角。在条板2的宽度方向的两端上设置有嵌锁槽4，将多个单条结构1进行相互嵌锁的时候，可以将单条结构1嵌锁在另外一个单条结构1的嵌锁槽4中，从而相互卡设的单条结构1可以构成蜂窝子结构，形成蜂窝孔，蜂窝孔可以是四边形的蜂窝孔、也可以是六边形的蜂窝孔、也可以其他形状的蜂窝孔。根据实际需求，设置蜂窝子结构中单条结构1的个数，进而形成的蜂窝孔的形状各不同。
同时，单条结构1中条板2的高厚比、圆管3的径长比、条板2的厚度、圆管3的厚度，以及圆管3的倾斜角度，都可以根据实际的应用而进行调整和改变。
本实施例通过提供一种由至少一个蜂窝单元构成的点阵单胞蜂窝结构5，蜂窝单元由夹设了蜂窝子结构的覆盖板6构成，同时相邻的蜂窝单元之间设置有蜂窝子结构；其中，蜂窝子结构由相互卡设的单条结构1构成，在形成的蜂窝孔中填充有填充物，单条结构1上设置了至少一对相向设置的圆管3，圆管3的中心轴线与条板2的长度方向之间的夹角为45度角，单条结构1为纤维复合材料制造而得。从而提供了一种可用于夹芯结构的点阵单胞蜂窝结构5，构成点阵单胞蜂窝结构5的单条结构1上述设置了至少一对圆管3，相互卡设的单条结构1的结构形式，可以增强应用于夹芯结构的点阵单胞蜂窝结构5的强度，增强了单条结构1以及点阵单胞蜂窝结构5的抗冲击能力，再将由单条结构1构成的点阵单胞蜂窝结构5应用到夹芯结构的时候，可以较好的承受动态冲击载荷，具有良好的抗失稳能力，使得夹芯结构可以较好的吸收冲击能量；同时，单条结构1中条板2的高厚比、圆管3的径长比、条板2的厚度、圆管3的厚度，以及圆管3的倾斜角度，都可以根据实际的应用而进行调整和改变，从而可以满足对各种结构形状的要求，各种蜂窝孔形状以及整体形状的点阵单胞蜂窝结构5；单条结构1以及点阵单胞蜂窝结构5的结构简单，可以通过嵌锁的方式进行组装，便于进行大规模的制造，容易实现规模化生产。
图6为本发明实施例四提供的单条结构的制备方法的流程图，图7为本发明实施例四的执行过程中模具的结构示意图，如图6和图7所示，本实施例提供的单条结构的制备方法，包括：
步骤101、在各模具7上涂覆上脱模剂，模具7为设置有至少一对凹槽8的条板状模具7。
在本实施例中，具体的，第一步，用丙酮清洗各个模具7，在各模具7上涂覆上脱模剂，其中，模具7为设置有至少一对凹槽8的条板状模具7。模具7为刚性的模具7。
步骤102、将一层纤维预浸料铺设在一块模具7上，并在凹槽8中填充硅橡胶9。
在本实施例中，具体的，将一层纤维预浸料铺设在一块模具7上，然后在各个凹槽8中填充上硅橡胶9并压实。
步骤103、再覆盖上另一层纤维预浸料。
在本实施例中，具体的，在步骤102之后，再覆盖上另一层纤维预浸料。
步骤104、将另一块模具7设置在另一层纤维预浸料上。
在本实施例中，具体的，将另一块刚性的模具7设在另一层纤维预浸料上，然后将两个模具7合上之后固定起来，可以用卡具卡死以提供预紧力。
步骤105、进行加温处理，在冷却之后去除各模具7以及硅橡胶9，得到单条结构。
在本实施例中，具体的，将整个组合体置入已预热的烤箱中升温并在125℃保温1.5个小时，从而进行加温处理，在加热的过程中组合的模具7和硅橡胶9会受热膨胀以提供成型所需的压力；在冷却后除去硅橡胶9和各个刚性的模具7，可以得到复合材料的单条结构，其中，单条结构上具有至少一对相向设置的圆管，圆管的中心轴线与条板的长度方向之间的夹角为45度角。
步骤106、在单条结构的宽度方向的两端上，开设嵌锁槽；其中，嵌锁槽设置在单条结构的一对圆管之间。
在本实施例中，具体的，在单条结构的宽度方向的两端上开设嵌锁槽，条板的宽度方向的两端上的嵌锁槽进行交错设置；嵌锁槽设置在单条结构的一对圆管之间。同时，嵌锁槽的宽度等于条板的厚度。
从而可以采用得到的多个单条结构进行组合嵌锁，以得到蜂窝子结构，蜂窝子结构中形成有蜂窝孔；将蜂窝子结构设置在两层覆盖板之间得到一个蜂窝单元，再将多个蜂窝单元进行叠设而得到点阵单胞蜂窝结构，其中，相邻的蜂窝单元之间固定设置有蜂窝子结构。
本实施例通过在各模具7上涂覆上脱模剂，模具7为设置有至少一对凹槽8的条板状模具7；将一层纤维预浸料铺设在一块模具7上，并在凹槽8中填充硅橡胶9；再覆盖上另一层纤维预浸料，再将另一块模具7设置在另一层纤维预浸料上；将组合后的模具7进行加温处理，在冷却之后去除各模具7以及硅橡胶9，得到单条结构；然后在单条结构的宽度方向的两端上，开设嵌锁槽。从而可以得到一种应用于夹芯结构的芯材中的单条结构，单条结构的强度较高，增强了单条结构的抗冲击能力，再将单条结构应用到夹芯结构的时候，可以较好的承受动态冲击载荷，具有良好的抗失稳能力，使得夹芯结构可以较好的吸收冲击能量；同时，单条结构中条板的高厚比、圆管的径长比、条板的厚度、圆管的厚度，以及圆管的倾斜角度，都可以根据实际的应用而进行调整和改变，从而可以满足对各种结构形状的要求；单条结构的结构简单，可以通过嵌锁的方式进行组装，便于进行大规模的制造，容易实现规模化生产。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种单条结构，其特征在于，包括：
条板，所述条板为平板状；
所述条板上设置有至少一对圆管，所述圆管的中心轴线在所述条板的平面上，所述圆管的两端分别位于所述条板的宽度方向的两端；
所述一对圆管相向设置，且各所述圆管之间等距设置；
所述圆管的中心轴线与所述条板的长度方向之间的夹角为45度角；
所述条板的宽度方向的两端上设置有嵌锁槽；
所述嵌锁槽设置在所述一对圆管之间，所述嵌锁槽的宽度等于所述条板的厚度；
所述嵌锁槽在所述条板的宽度方向的两端上交错设置，且所述嵌锁槽具体设置在所述一对圆管距离较近的一端。
2.根据权利要求1所述的单条结构，其特征在于，所述单条结构为纤维复合材料的单条结构。
3.一种点阵单胞蜂窝结构，其特征在于，包括：
至少一个蜂窝单元；
所述蜂窝单元包括蜂窝子结构，以及两层覆盖板；所述两层覆盖板之间设置有所述蜂窝子结构；相邻的蜂窝单元之间设置有所述蜂窝子结构；
所述蜂窝子结构，包括至少四个如权利要求1或2所述的单条结构；所述单条结构之间相互卡设，以形成蜂窝孔。
4.根据权利要求3所述的点阵单胞蜂窝结构，其特征在于，所述蜂窝孔中填充有填充物。
5.一种单条结构的制备方法，其特征在于，包括：
在各模具上涂覆上脱模剂，所述模具为设置有至少一对凹槽的条板状模具，且所述一对凹槽相向设置，且各所述凹槽之间等间距设置，所述凹槽的中心轴线与所述模具的长度方向之间的夹角为45度角；
将一层纤维预浸料铺设在一块所述模具上，并在所述凹槽中填充硅橡胶；
再覆盖上另一层纤维预浸料；
将另一块所述模具设置在所述另一层纤维预浸料上；
进行加温处理，在冷却之后去除各所述模具以及所述硅橡胶，得到所述单条结构；
在所述得到所述单条结构之后，包括：
在所述单条结构的宽度方向的两端上，开设嵌锁槽；
其中，所述嵌锁槽设置在所述单条结构的一对圆管之间；所述嵌锁槽在所述单条结构的宽度方向的两端上交错设置，且所述嵌锁槽具体设置在所述一对圆管距离较近的一端。
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