CN110576646B - 一种自锁式多孔结构复合板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种自锁式多孔结构复合板，包括依次设置的上防护板、三维点阵夹层及下防护板；所述上防护板、三维点阵夹层及下防护板之间通过粘合剂粘合；所述三维点阵夹层具体由多个横向列及纵向列相互交叉点阵排列形成；所述横向列由多个横向基本单元并排组成，所述纵向列由多个纵向基本单元并排组成；所述横向基本单元具体包括一横向梁，垂直于所述横向梁设置的中心轴的两侧分别轴对称设置有第一斜边，所述第一斜边的两末端分别沿平行于所述横向梁的方向延伸一段距离，两个相邻的横向基本单元之间相邻的两个第一斜边的末端之间间隔一段距离形成第一限位槽；应用本技术方案可实现极大程度的降低了制备难度。

Description

一种自锁式多孔结构复合板
技术领域
本发明涉及封装、防护领域，具体是指一种自锁式多孔结构复合板。
背景技术
近年来，“高速”已经逐渐成交通领域的发展主流，随之引发的便是一系列的安全问题。无论是急刹还是失控，亦或是在极端路况上的颠簸，都会对人身财产造成一定程度的威胁。因此，设计一种具有高效防护功能的复合板具有十分重要的现实意义。
三维点阵结构由于其质量轻、密度小且具有抗振、减噪、高效吸能、比强度高比刚度高的特性，而广泛应用于汽车航空领域。但在生产过程中，其存在制造不易，造价昂贵等缺点，目前通常通过3D打印来制备。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自锁式多孔结构复合板，极大程度的降低了制备难度。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种自锁式多孔结构复合板，包括依次设置的上防护板、三维点阵夹层及下防护板；所述上防护板、三维点阵夹层及下防护板之间通过粘合剂粘合；所述三维点阵夹层具体由多个横向列及纵向列相互交叉点阵排列形成；所述横向列由多个横向基本单元并排组成，所述纵向列由多个纵向基本单元并排组成；
所述横向基本单元具体包括一横向梁，垂直于所述横向梁设置的中心轴的两侧分别轴对称设置有第一斜边，所述第一斜边的两末端分别沿平行于所述横向梁的方向延伸一段距离，两个相邻的横向基本单元之间相邻的两个第一斜边的末端之间间隔一段距离形成第一限位槽；
所述纵向基本单元具体包括一纵向梁，垂直于所述纵向梁设置的中心轴的两侧分别轴对称设置有第二斜边，所述第二斜边的两末端分别沿平行于所述横向梁的方向延伸一段距离，两个相邻的纵向基本单元之间相邻的两个第二斜边的末端固定连接；每个所述的纵向基本单元的两个第二斜边之间的纵向梁上均设置有一个第二限位槽，两个所述的纵向基本单元之间的纵向梁上也设置有一个第二限位槽；
所述横向基本单元与纵向基本单元相互垂直交叉设置，所述第二斜边固定连接的部分陷入所述第一限位槽限位固定，所述横向梁陷入所述纵向梁上的第二限位槽限位固定。
在一较佳的实施例中，所述上防护板及下防护板从上至下依次包括上钛合金层、复合纤维层及下钛合金层；所述上钛合金层、复合纤维层及下钛合金层之间通过粘合剂粘合。
在一较佳的实施例中，所述复合纤维层具体包括由四条碳纤维正交交替编织形成的网面以及由两条芳纶纤维正交交替形成的十字形组成；所述十字形的两条芳纶纤维分别有一端插到所述网面中间的方孔中形成具有八个方向的纤维网。
在一较佳的实施例中，所述下防护板具体为具有梯形单元的瓦楞结构。
在一较佳的实施例中，所述第二斜边固定连接的部分陷入所述第一限位槽通过粘合剂限位固定，所述横向梁陷入所述纵向梁上的第二限位槽通过粘合剂限位固定。
在一较佳的实施例中，所述粘合剂具体为环氧树脂。
相较于现有技术，本发明的技术方案具备以下有益效果：
1.抗冲击效果好，实现高效防护。首先防护面板中所使用的钛合金、芳纶纤维和碳纤维都是高强度材料，在金属材料中复合上纤维材料可以提升了防护面板抗拉强度，是防护板不易破裂。其次复合纤维层中采用交互编织法不仅改善了碳纤维抗剪能力弱的缺陷，而且纤维延伸八个方向增加了防护板的多角度受力性能。此外，三维点阵夹层为多孔结构，具有抗振好、比强度高、比刚度高、高效吸能的特性。最后下防护板为瓦楞结构，增强复合板缓冲性能提高其吸能效果。
2.自锁结构，易于制造。夹层结构采用自锁的方式组合，组成金字塔结构的两类基础单元，通过第一限位槽与纵向基本单元限位，第二限位槽与横向基本单元限位，用环氧树脂粘合限位点，无需3D打印，易于制造，造价便宜。
3.质量轻、密度小。所选的复合板组合材料包括钛合金、碳纤维、芳纶纤维均属于质量低密度小的材料，中间的点阵结构属于多孔结构，进一步降低了复合板的质量和密度。
4.耐高温、耐腐蚀。防护板中的钛合金和纤维材料均满足耐高温和耐腐蚀的特性。
附图说明
图1为本发明优选实施例中自锁式多孔结构复合板的结构爆炸图；
图2为本发明优选实施例中上防护板结构示意图；
图3为本发明优选实施例中下防护板结构示意图；
图4为本发明优选实施例中网面结构示意图；
图5为本发明优选实施例中十字形结构示意图；
图6为本发明优选实施例中复合纤维层结构示意图；
图7为本发明优选实施例中横向列与纵向列连接结构示意图；
图8为本发明优选实施例中横向列结构示意图；
图9为本发明优选实施例中纵向列结构示意图；
图10为本发明优选实施例中三维点阵夹层结构示意图。
具体实施方式
下文结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
一种自锁式多孔结构复合板，参考图1至10，包括依次设置的上防护板1、三维点阵夹层2及下防护板3；所述上防护板1、三维点阵夹层2及下防护板3之间通过粘合剂粘合；所述三维点阵夹层2具体由多个横向列及纵向列相互交叉点阵排列形成；所述横向列由多个横向基本单元31并排组成，所述纵向列由多个纵向基本单元32并排组成；
所述横向基本单元31具体包括一横向梁311，垂直于所述横向梁311设置的中心轴的两侧分别轴对称设置有第一斜边312，所述第一斜边312的两末端分别沿平行于所述横向梁311的方向延伸一段距离，两个相邻的横向基本单元31之间相邻的两个第一斜边312的末端之间间隔一段距离形成第一限位槽313；
所述纵向基本单元32具体包括一纵向梁321，垂直于所述纵向梁321设置的中心轴的两侧分别轴对称设置有第二斜边322，所述第二斜边322的两末端分别沿平行于所述横向梁311的方向延伸一段距离，两个相邻的纵向基本单元32之间相邻的两个第二斜边322的末端固定连接；每个所述的纵向基本单元32的两个第二斜边322之间的纵向梁321上均设置有一个第二限位槽323，两个所述的纵向基本单元32之间的纵向梁321上也设置有一个第二限位槽323；
所述横向基本单元31与纵向基本单元32相互垂直交叉设置，所述第二斜边322固定连接的部分陷入所述第一限位槽313限位固定，所述横向梁311陷入所述纵向梁321上的第二限位槽323限位固定。从而使得横向列与纵向列自锁限位固定。所述第二斜边322固定连接的部分陷入所述第一限位槽313通过粘合剂限位固定，所述横向梁311陷入所述纵向梁321上的第二限位槽323通过粘合剂限位固定。在本实施例中，所述粘合剂具体为环氧树脂。自锁结构，易于制造。夹层结构采用自锁的方式组合，组成金字塔结构的两类基础单元，通过第一限位槽313与纵向基本单元32限位，第二限位槽323与横向基本单元31限位，用环氧树脂粘合限位点，无需3D打印，易于制造，造价便宜；且所述三维点阵夹层2采用铝材制成，其属于质量低密度小的材料，进一步降低了整个复合板的质量和密度。
具体来说，所述上防护板1及下防护板3从上至下依次包括上钛合金层11、复合纤维层12及下钛合金层13；所述上钛合金层11、复合纤维层12及下钛合金层13之间通过粘合剂粘合。
所述复合纤维层12具体包括由四条碳纤维1211正交交替编织形成的网面121以及由两条芳纶纤维1221正交交替形成的十字形122组成；所述十字形122的两条芳纶纤维1221分别有一端插到所述网面121中间的方孔中形成具有八个方向的纤维网。所述下防护板3具体为具有梯形单元的瓦楞结构。具体来说所述下防护板3的侧视图具体为多个梯形状侧边相互交错抵接连接形成的长条。首先防护面板中所使用的钛合金、芳纶纤维1221和碳纤维1211都是高强度材料，在金属材料中复合上纤维材料可以提升了防护面板抗拉强度，是防护板不易破裂。其次复合纤维层12中采用交互编织法不仅改善了碳纤维1211抗剪能力弱的缺陷，而且纤维延伸八个方向增加了防护板的多角度受力性能。此外，三维点阵夹层2为多孔结构，具有抗振好、比强度高、比刚度高、高效吸能的特性。最后下防护板3为瓦楞结构，增强复合板缓冲性能提高其吸能效果。所选的复合板组合材料包括钛合金、碳纤维1211、芳纶纤维1221和铝均属于质量低密度小的材料，中间的点阵结构属于多孔结构，进一步降低了复合板的质量和密度。防护板中的钛合金和纤维材料均满足耐高温和耐腐蚀的特性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (4)

1.一种自锁式多孔结构复合板，其特征在于包括依次设置的上防护板、三维点阵夹层及下防护板；所述上防护板、三维点阵夹层及下防护板之间通过粘合剂粘合；所述三维点阵夹层具体由多个横向列及纵向列相互交叉点阵排列形成；所述横向列由多个横向基本单元并排组成，所述纵向列由多个纵向基本单元并排组成；
所述横向基本单元具体包括一横向梁，垂直于所述横向梁设置的中心轴的两侧分别轴对称设置有第一斜边，所述第一斜边的两末端分别沿平行于所述横向梁的方向延伸一段距离，两个相邻的横向基本单元之间相邻的两个第一斜边的末端之间间隔一段距离形成第一限位槽；
所述纵向基本单元具体包括一纵向梁，垂直于所述纵向梁设置的中心轴的两侧分别轴对称设置有第二斜边，所述第二斜边的两末端分别沿平行于所述横向梁的方向延伸一段距离，两个相邻的纵向基本单元之间相邻的两个第二斜边的末端固定连接；每个所述的纵向基本单元的两个第二斜边之间的纵向梁上均设置有一个第二限位槽，两个所述的纵向基本单元之间的纵向梁上也设置有一个第二限位槽；
所述横向基本单元与纵向基本单元相互垂直交叉设置，所述第二斜边固定连接的部分陷入所述第一限位槽限位固定，所述横向梁陷入所述纵向梁上的第二限位槽限位固定；
所述上防护板及下防护板从上至下依次包括上钛合金层、复合纤维层及下钛合金层；所述上钛合金层、复合纤维层及下钛合金层之间通过粘合剂粘合；
所述第二斜边固定连接的部分陷入所述第一限位槽通过粘合剂限位固定，所述横向梁陷入所述纵向梁上的第二限位槽通过粘合剂限位固定。
2.根据权利要求1所述的自锁式多孔结构复合板，其特征在于，所述复合纤维层具体包括由四条碳纤维正交交替编织形成的网面以及由两条芳纶纤维正交交替形成的十字形组成；所述十字形的两条芳纶纤维分别有一端插到所述网面中间的方孔中形成具有八个方向的纤维网。
3.根据权利要求2所述的自锁式多孔结构复合板，其特征在于，所述下防护板具体为具有梯形单元的瓦楞结构。
4.根据权利要求1所述的自锁式多孔结构复合板，其特征在于，所述粘合剂具体为环氧树脂。
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