CN114013130A - 蜂窝夹芯板及其加工方法 - Google Patents
蜂窝夹芯板及其加工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114013130A CN114013130A CN202111342858.2A CN202111342858A CN114013130A CN 114013130 A CN114013130 A CN 114013130A CN 202111342858 A CN202111342858 A CN 202111342858A CN 114013130 A CN114013130 A CN 114013130A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- honeycomb core
- core layer
- honeycomb
- panel
- connecting plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title abstract description 8
- 239000012792 core layer Substances 0.000 claims abstract description 186
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000011162 core material Substances 0.000 claims description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 34
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 21
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 20
- 239000002313 adhesive film Substances 0.000 claims description 18
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 18
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 claims description 15
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 14
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 10
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 9
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 9
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 9
- 238000007788 roughening Methods 0.000 claims description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 abstract description 11
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 7
- 238000010008 shearing Methods 0.000 abstract description 6
- 210000005056 cell body Anatomy 0.000 description 12
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 5
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 3
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 3
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 3
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 2
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000004154 testing of material Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
- B32B15/043—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of metal
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/20—Layered products comprising a layer of metal comprising aluminium or copper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
- B32B3/10—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a discontinuous layer, i.e. formed of separate pieces of material
- B32B3/12—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a discontinuous layer, i.e. formed of separate pieces of material characterised by a layer of regularly- arranged cells, e.g. a honeycomb structure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
- B32B37/10—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the pressing technique, e.g. using action of vacuum or fluid pressure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
- B32B37/12—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by using adhesives
- B32B37/1284—Application of adhesive
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
- B32B38/0012—Mechanical treatment, e.g. roughening, deforming, stretching
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
- B32B7/04—Interconnection of layers
- B32B7/08—Interconnection of layers by mechanical means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
- B32B7/04—Interconnection of layers
- B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
本发明提供一种蜂窝夹芯板及其加工方法。蜂窝夹芯板包括至少两层面板和设置在相邻所述面板之间的蜂窝芯层,所述蜂窝芯层靠近所述面板的一侧设置有连接部,所述连接部分别与所述面板和所述蜂窝芯层连接,并且所述连接部与所述面板之间的连接面积大于所述蜂窝芯层的横截面积,其中,所述蜂窝芯层的横截面与所述面板所在的平面平行。本发明的蜂窝夹芯板通过在蜂窝芯层的端部设置连接部,增加了蜂窝芯层与面板之间的胶接面积,增强了蜂窝芯层与面板之间的连接强度,在蜂窝夹芯板受到剪切力或拉力时,能够降低蜂窝芯层与面板之间分离的风险。解决了现有技术中的蜂窝夹芯结构容易出现面板与蜂窝夹芯分离的问题。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域,尤其涉及一种蜂窝夹芯板及其加工方法。
背景技术
金属蜂窝夹芯结构作为典型的轻质复合材料结构,主要由上下厚度小、刚度大的面板和中间厚度大、重量轻的蜂窝夹芯胶接而成。其中,面板能够承受弯曲载荷,蜂窝夹芯可以支撑面板并传递载荷。相对实体板结构,蜂窝夹芯结构是一种材料分布较为合理的轻量化结构。
但由于蜂窝夹芯的胞元孔壁较薄,一般为0.04mm-0.12mm之间,导致蜂窝夹芯与上下面板之间的粘接面积太小。当蜂窝夹芯结构的板芯受到剪切力或拉力的作用时,蜂窝夹芯与面板之间的胶层被破坏,导致面板与蜂窝夹芯分离,使蜂窝夹芯结构破坏失效。对于刚度较大且表面光洁度较高的碳纤维复合材料面板,这种问题则更为明显。
因此,如何解决现有技术中的蜂窝夹芯结构容易出现面板与蜂窝夹芯分离的问题,成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。
发明内容
本发明提供一种蜂窝夹芯板及其加工方法,通过增加面板与蜂窝夹芯之间的胶接面积,以增强蜂窝夹芯与面板之间的粘接强度。
本发明一方面实施例提供一种蜂窝夹芯板,包括至少两层面板和设置在相邻所述面板之间的蜂窝芯层,所述蜂窝芯层靠近所述面板的一侧设置有连接部,所述连接部分别与所述面板和所述蜂窝芯层连接,并且所述连接部与所述面板之间的连接面积大于所述蜂窝芯层的横截面积,其中,所述蜂窝芯层的横截面与所述面板所在的平面平行。
根据本发明的一个实施例,所述连接部包括连接板和锁止结构,所述连接板铺设于所述蜂窝芯层朝向所述面板一侧的表面,所述锁止结构设置为能够沿所述蜂窝芯层的横向和纵向限制所述连接板与所述蜂窝芯层的相对移动,所述蜂窝芯层的纵向与所述面板所在的平面垂直,所述蜂窝芯层的横向与所述面板所在的平面平行。
根据本发明的一个实施例,所述锁止结构包括设置在所述蜂窝芯层端部的锁钩和设置在所述连接板上的锁孔,所述锁钩的第一端与所述蜂窝芯层形成为一体式结构,第二端能够穿过所述锁孔并至少抵在所述连接板远离所述蜂窝芯层一侧的表面。
根据本发明的一个实施例,所述连接板与所述面板之间设置有胶接层,所述锁钩的第二端嵌置于所述胶接层内。
根据本发明的一个实施例,所述连接部还包括设置在所述蜂窝芯层的端部的第一塑性褶皱,所述第一塑性褶皱设置在所述蜂窝芯层与所述锁钩的第一端之间,且分别与所述蜂窝芯层和所述锁钩形成为一体式结构。
根据本发明的一个实施例,所述连接部包括设置在所述蜂窝芯层的端部的第二塑性褶皱,所述第二塑性褶皱的第一端与所述蜂窝芯层形成为一体式结构,第二端与所述面板连接。
本发明另一方面实施例还提供一种蜂窝夹芯板的加工方法,包括:
对未拉伸的蜂窝芯材的两侧加工凹槽,以使相邻所述凹槽之间形成凸起;
将所述蜂窝芯材拉伸展开,形成蜂窝芯层;
采集所述蜂窝芯层的尺寸数据以及所述凸起在所述蜂窝芯层上的分布信息;
根据所述蜂窝芯层的尺寸数据,加工连接板,并且根据所述凸起在所述蜂窝芯层上的分布信息,在所述连接板上加工通孔;
在所述蜂窝芯层的端面和所述连接板的表面涂覆胶膜;
将所述凸起穿过所述通孔,使所述连接板与所述蜂窝芯层层叠设置;
驱使所述凸起进行弯折;
在面板和所述连接板的表面涂覆胶膜;
使所述面板和所述连接板层叠设置,并向所述面板施加压紧力。
根据本发明的一个实施例,所述在所述面板和所述连接板的表面涂覆胶膜之前,还包括:
对所述面板的表面进行粗糙化处理。
本发明另一方面实施例还提供一种蜂窝夹芯板的加工方法,包括:
将所述蜂窝芯材拉伸展开,形成蜂窝芯层;
通过冲压技术对所述蜂窝芯层进行预压缩,使所述蜂窝芯层的两端形成塑性褶皱;
在所述蜂窝芯层的端面和面板的表面涂覆胶膜;
使所述面板和所述蜂窝芯层层叠设置,并向所述面板施加压紧力。
根据本发明的一个实施例,所述通过冲压技术对所述蜂窝芯层进行预压缩之前,还包括:
确定预压缩的工艺参数。
本发明实施例提供的蜂窝夹芯板,包括面板和蜂窝芯层,在蜂窝芯层靠近面板的一侧设置有用于与面板连接的连接部,连接部与面板之间的连接面积大于蜂窝芯层的横截面积,增加了蜂窝芯层与面板之间的连接面积,蜂窝芯层与面板之间的连接强度得到增强,在蜂窝夹芯板受到剪切力或拉力时,能够降低蜂窝芯层与面板之间分离的风险。如此,解决了现有技术中的蜂窝夹芯结构容易出现面板与蜂窝夹芯分离的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的蜂窝夹芯板的结构示意图一;
图2是本发明实施例提供的蜂窝芯层的俯视图;
图3是本发明实施例提供蜂窝芯层压缩后,蜂窝芯层与面板之间的胶接面积随压缩距离的变化曲线;
图4是本发明实施例提供的蜂窝夹芯板的结构示意图二;
图5是本发明实施例提供的蜂窝芯层的侧视图;
图6是本发明实施例提供的蜂窝芯层的结构示意图;
图7是本发明实施例提供的蜂窝芯层与连接板的连接结构示意图一;
图8是本发明实施例提供的蜂窝芯层与连接板的连接结构示意图二;
图9是本发明实施例提供的蜂窝芯层、连接板和面板的相对位置示意图。
附图标记:
1、面板;2、蜂窝芯层;3、连接板;4、锁钩;5、第二塑性褶皱;6、凹槽;7、凸起。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明中的附图,对本发明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作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。
如图1至图9所示,第一方面,本发明实施例提供了一种蜂窝夹芯板,包括面板1和蜂窝芯层2,具体来说,面板1至少设置两层,蜂窝芯层2设置在相邻两面板1之间。当面板1的数量多于两个时,相应地增加蜂窝芯层2的数量,使面板1和蜂窝芯层2间隔、层叠设置。本发明实施例中,设置两层面板1,一层蜂窝芯层2。
在蜂窝芯层2靠近面板1的一侧设置有连接部,连接部分别与面板1和蜂窝芯层2连接。对于面板1与连接部之间的连接,可以通过在连接部与面板1之间涂覆胶膜的形式实现。
上述连接部与面板1之间的连接面积大于蜂窝芯层2的横截面积,其中,蜂窝芯层2的横截面与面板1所在的平面平行。如此设置,连接部的设置,增加了蜂窝芯层2与面板1之间的连接面积,增强了蜂窝芯层2与面板1之间的连接强度。在蜂窝夹芯板受到剪切力或拉力时,能够降低蜂窝芯层2与面板1之间分离的风险。如此,解决了现有技术中的蜂窝夹芯结构容易出现面板1与蜂窝夹芯分离的问题。
蜂窝芯层2具有若干单元胞体,确定连接板3的厚度为单元胞体的壁厚的2倍。上述连接板3具体可以选用铝箔片。
具体地,上述连接部包括连接板3和锁止结构,连接板3铺设于蜂窝芯层2朝向面板1一侧的表面,锁止结构用于在蜂窝芯层2的横向和纵向上限制连接板3与蜂窝芯层2的相对移动。其中,上述蜂窝芯层2的纵向与面板1所在的平面垂直,蜂窝芯层2的横向与面板1所在的平面平行。
将连接板3铺设于蜂窝芯层2朝向面板1一侧的表面上后,通过锁止结构实现连接板3与蜂窝芯层2之间的连接,然后再将连接板3与面板1连接固定。如此,增加了蜂窝芯层2与面板1之间的连接面积,同时通过锁止结构能够增强蜂窝夹芯板承受剪切力的能力,降低蜂窝芯层2与面板1之间出现分离、错位的风险。
本发明的一个具体实施例中,将锁止结构设置为锁钩4与锁孔相配合的形式,参照图5至图9。具体来说,锁止结构包括锁钩4和锁孔,锁钩4设置在蜂窝芯层2的端部,锁孔设置在连接板3上。
锁钩4的第一端与蜂窝芯层2形成为一体式结构,具体来说,可以通过使锁钩4和蜂窝芯层2一体加工成型的方式实现,有利于保证锁钩4与蜂窝芯层2之间连接的可靠性。
锁钩4的第二端能够穿过锁孔并且至少抵在连接板3远离蜂窝芯层2一侧的表面上。
具体地,将锁钩4设置呈“L”型,具体包括第一段和第二段,第一段与第二段为一体式结构,第一段与蜂窝芯层2连接,且穿设于锁孔内。第二段与蜂窝芯层2的端面平行且与蜂窝芯层2接触。通过第一段与锁孔的相互作用,可以在蜂窝芯层2的横向上限制蜂窝芯层2与面板1之间的相对移动;通过第二段与连接板3之间的相互作用,可以在蜂窝芯层2的纵向上限制限制蜂窝芯层2与面板1之间的相对移动,从而阻止锁钩4从连接板3的锁孔中脱出,限制连接板3沿远离蜂窝芯层2的方向移动。
在加工时,可以将锁钩4先加工成直线状,使直线状锁钩穿过连接板3上的锁孔、并将连接板3与蜂窝芯层2叠放好之后,再对直线状锁钩实施折弯操作,使直线状锁钩远离蜂窝芯层2的端部抵紧于连接板3上即可。
在连接板3与面板1之间设置有胶接层,相对于将蜂窝芯层2直接与面板1胶接而言,连接板3与面板1之间的胶接面积更大,连接强度更强。且锁钩4的第二端嵌置于胶接层内,也增强了连接板3与面板1之间的连接强度。此时,锁钩4的第二端抵在连接板3远离蜂窝芯层2一侧的部分胶层上。
进一步地,上述连接部还包括第一塑性褶皱,第一塑性褶皱设置在蜂窝芯层2的端部,且位于蜂窝芯层2与锁钩4的第一端之间。上述第一塑性褶皱分别与蜂窝芯层2和锁钩4形成为一体式结构,具体可以通过使锁钩4、第一塑性褶皱和蜂窝芯层2一体加工成型的方式实现,有利于保证第一塑性褶皱与蜂窝芯层2之间以及第一塑性褶皱与锁钩4之间连接的可靠性。
通过胶接的方式连接蜂窝芯层2与连接板3时,第一塑性褶皱的设置能够增加蜂窝芯层2与连接板3之间的胶接面积,且增加了第一塑性褶皱区域的胶膜集聚效应,极大地增强了胶接强度和抗剪切破坏能力,有效地提高了连接板3与蜂窝芯层2之间的连接强度。
上述第一塑性褶皱可以通过冲压技术对蜂窝芯层2进行高速预压缩的形式实现。在形成第一塑性褶皱后,再在第一塑性褶皱的端部加工锁钩4。
本发明的一个具体实施例中,将上述连接部设置成塑性屈曲褶皱的形式,参照图1和图2,具体包括第二塑性褶皱5,第二塑性褶皱5设置在蜂窝芯层2的端部。
第二塑性褶皱5的第一端与蜂窝芯层2形成为一体式结构,具体来说,可以通过使第二塑性褶皱5和蜂窝芯层2一体加工成型的方式实现,有利于保证第二塑性褶皱5与蜂窝芯层2之间连接的可靠性。第二塑性褶皱5的第二端与面板1连接。
通过胶接的方式连接蜂窝芯层2与面板1时,第二塑性褶皱5能够增加蜂窝芯层2与面板1之间的胶接面积,且增加了第二塑性褶皱5区域的胶膜集聚效应,极大地增强了胶接强度和抗剪切破坏能力,有效地提高了蜂窝芯层2与面板1之间的连接强度,极大地满足了蜂窝夹芯板在承受弯曲及拉伸等载荷工况时对胶接层的高强度要求。
图3为经大量试验总结出的,在蜂窝芯层的单元胞体的边长为4毫米时,蜂窝芯层与面板之间的胶接面积与对蜂窝芯层的压缩距离之间的关系。从图3中可以看出,对蜂窝芯层的压缩距离在一定范围时,蜂窝芯层与面板之间的胶接面积随对蜂窝芯层的压缩距离的增加而增加。
上述第二塑性褶皱5可以通过冲压技术对蜂窝芯层2进行高速预压缩的形式实现。
第二方面,本发明实施例还提供一种蜂窝夹芯板的加工方法,包括以下步骤:
对未拉伸的蜂窝芯材的两侧加工凹槽,以使相邻所述凹槽之间形成凸起;
将蜂窝芯材拉伸展开,形成蜂窝芯层;
采集蜂窝芯层的尺寸数据以及凸起在蜂窝芯层上的分布信息;
根据蜂窝芯层的尺寸数据,加工连接板,并且根据凸起在蜂窝芯层上的分布信息,在连接板上加工通孔;
在蜂窝芯层的端面和连接板的表面涂覆胶膜;
将凸起穿过通孔,使连接板与蜂窝芯层层叠设置;
驱使凸起进行弯折;
在面板和连接板的表面涂覆胶膜;
使面板和连接板层叠设置,并向面板施加压紧力。
即,在未拉伸状态的蜂窝芯材的两侧铣削加工凹槽6,以使相邻凹槽6之间形成凸起7。凹槽6一般位于蜂窝芯层的单元胞体的棱边位置。凸起7的厚度与单元胞体的壁厚相等,为避免折弯后出现相互堆叠的情形,凸起7的长度H和宽度T应该满足以下关系式:其中,l为蜂窝芯层2处于拉伸展开状态时,单元胞体的边长。
相应地,连接板上的通孔的长度尺寸可以为(t+2),宽度尺寸为(2t),其中,t为单元胞体的壁厚。
然后将蜂窝芯材拉伸展开,形成蜂窝芯层2,上述凸起7即为上述位于蜂窝芯层2端部的直线状锁钩4。
加工好蜂窝芯层2后,采用图像识别技术采集蜂窝芯层2的尺寸数据以及上述凸起7在蜂窝芯层2上的分布信息,然后根据上述蜂窝芯层2的尺寸数据和凸起7的分布信息加工连接板3。
加工好连接板3之后,在蜂窝芯层2和连接板3即将接触的表面上涂覆胶膜,使蜂窝芯层2上的凸起7穿过连接板3上的通孔后,调整连接板3与蜂窝芯层2的相对位置,确保连接板3与蜂窝芯层2层叠设置。
然后向各个凸起7施加作用力,使凸起7弯折,凸起7的端部抵在连接板3上,形成锁止结构。综合锁止结构以及胶膜的粘结力,能够确保连接板3与蜂窝芯层2之间的相对稳定。
将连接板3与蜂窝芯层2连接好之后,在加工好的面板1和连接板3即将接触的表面上涂覆胶膜,使面板1和连接板3层叠设置,并向面板1施加压紧力,待胶膜固化后,完成对蜂窝夹芯板的加工制作。上述折弯后的凸起7嵌置于连接板3与面板1之间的胶层中,能够进一步增加蜂窝夹芯板的抗剪切能力。
需要说明的是,将连接板3与蜂窝芯层2层叠设置好之后,可以先将凸起7进行小倾角弯折,将面板1设置在连接板3上后,通过对面板1施力压紧力,可以使凸起7完全倾倒、弯折至其端部抵在连接板3上。
经过上述步骤加工的蜂窝夹芯板中,通过在蜂窝芯层2上固定连接板3,再与面板1胶接,增加了胶接面积,且蜂窝芯层2与连接板3之间通过弯折的凸起7进行连接固定,增加了蜂窝夹芯板承载拉力和剪切力的能力,降低了蜂窝芯层2与面板1之间分离的风险,解决了现有技术中的蜂窝夹芯结构容易出现面板1与蜂窝夹芯分离的问题。
通过本发明实施例中提供的加工方法加工得到的蜂窝夹芯板,具有较高的规整度,胶接强度更高,且对原有蜂窝芯层的损伤较小,因此蜂窝夹芯板的整体力学性能更强。适用于还未拉伸展开的蜂窝芯层2以及对蜂窝夹芯板的整体规整度和结构力学性能的要求较高的使用场景。
本实施例提供的蜂窝夹芯板的加工方法中,在将面板1与连接板3的表面涂覆胶膜之前,还需要对面板1的表面进行粗糙化处理。粗糙化处理操作能够增加面板1与连接板3接触的一面的表面粗糙度,从而能够增加面板1与连接板3之间的粘结力。特别是针对表面光洁度高的碳纤维复合材料面板,粗糙化处理对于增强面板1与蜂窝芯层2之间的粘接强度更加明显。
具体来说,可以通过喷砂、粗磨、表面化学腐蚀等工艺方法对面板1的表面进行加工。
第三方面,本发明实施例还提供一种蜂窝夹芯板的加工方法,包括以下步骤:
将蜂窝芯材拉伸展开,形成蜂窝芯层;
通过冲压技术对蜂窝芯层进行预压缩,使蜂窝芯层的两端形成塑性褶皱;
在蜂窝芯层的端面和面板的表面涂覆胶膜;
使面板和蜂窝芯层层叠设置,并向面板施加压紧力。
即,将蜂窝芯材拉伸展开可以形成蜂窝芯层2,通过冲压技术对蜂窝芯层2进行预压缩,使蜂窝芯层2的两端面出现塑性屈曲坍塌。当上述屈曲坍塌褶皱形成堆叠,能够有效增加蜂窝芯层2的端面与面板1之间的接触面积。
在蜂窝芯层2的端面和面板1的表面涂覆胶膜,使面板1和蜂窝芯层2层叠设置,并确保蜂窝芯层2的褶皱区域与面板1贴合且两者之间充满胶水。待胶水固化后,即完成对蜂窝夹芯板的加工制作。蜂窝芯层2的褶皱区域的胶膜集聚效应明显,胶接的咬合力增强,使面板1与蜂窝芯层2之间的连接强度明显增强,降低了蜂窝芯层2与面板1之间分离的风险,解决了现有技术中的蜂窝夹芯结构容易出现面板1与蜂窝夹芯分离的问题。
本发明实施例中提供的蜂窝夹芯板的加工方法简单,只需在原有蜂窝芯层胶接工艺的基础上,增加一次高速预压缩的工艺步骤,工艺成本增加较小,生产效率高,能满足工业化生产需求。适用于已经拉伸展开成型的蜂窝芯层2以及对蜂窝夹芯板的整体规整度要求不高的情景。
需要说明的是,在对面板1和蜂窝芯层2的端面涂覆胶膜之前,还需要对面板1的表面进行粗糙化处理。粗糙化处理操作能够增加面板1与连接板3接触的一面的表面粗糙度,从而能够增加面板1与连接板3之间的粘结力。特别是针对表面光洁度高的碳纤维复合材料面板,粗糙化处理对于增强面板1与蜂窝芯层2之间的粘接强度更加明显。
蜂窝芯层2一般为金属材质,由于上述褶皱区域属于蜂窝芯层2特定区域的局部变形,且金属材料存在较为严重的回弹,需要严格控制高速预压缩量和高速冲击速度等工艺参数,以确保蜂窝芯层2的压缩量和褶皱区域的位置。故本实施例提供的蜂窝夹芯板的加工方法中,在通过冲压技术对蜂窝芯层2进行预压缩之前,还需要确定预压缩的工艺参数。
具体来说,可以通过试验法或有限元仿真方法确定上述预压缩的工艺参数。
当采用试验法确定对蜂窝芯层2的预压缩工艺参数时,可以根据所需蜂窝夹芯板的尺寸规格选定试验样品的尺寸,如:试验样品的尺寸为100mm×100mm×20mm,也可以为其他规格,厚度与选定的蜂窝芯层2预压缩前的厚度一致,但是每个方向上的单元胞体的数量不少于9个。将试验样品侧置于卧式高速冲击工作台的中间位置,使冲击头沿蜂窝芯层2的厚度方向同步高速冲击压缩。根据蜂窝芯层2单侧所需预压缩量(约为单元胞体的边长)设定冲击头的有效行程,通过设定不同的冲击速度进行多次试验,以达到仅使蜂窝芯层2的两端面被压溃屈曲、而其他位置基本无塑性变形的效果,从而确定合适的冲击速度。经试验,一般情况下,冲击速度约为100m/s左右。
由于蜂窝芯层2在高速预压缩后存在较大回弹,导致蜂窝芯层2的厚度尺寸较预设值偏大,因此在确定好合适的冲击速度后,逐步调整冲击头的有效行程距离,以保证蜂窝芯层2压溃变形回弹后,厚度达到预设值(约为单元胞体的边长),最终满足蜂窝夹芯板对蜂窝芯层2的尺寸要求。
当采用有限元仿真的方法确定对蜂窝芯层2的预压缩工艺参数时,具体步骤如下:
首先,根据所需蜂窝夹芯板的尺寸规格建立蜂窝夹芯板的有限元模型,每个方向上的单元胞体的数量不少于9个;
其次,采用材料试验机MTS测试蜂窝芯层2的材料的力学性能参数,获得蜂窝芯层2材料的真实的应力-应变曲线,并设定于有限元软件内;
然后,设定蜂窝芯层2单边有限预压缩行程为单元胞体的边长,采用两侧同步对称压缩的方式对蜂窝芯层2进行高速冲击压缩,通过调整冲击速度,使其仅在两端面发生塑性屈服褶皱,而其他位置无明显塑性变形,从而得到合适的预压缩的冲击速度范围。一般情况下,冲击速度约为100m/s左右;
再次,对上述发生塑性屈服的蜂窝芯层2进行回弹分析,修正预压缩的有限行程距离,从而使蜂窝芯层2压溃变形回弹后,厚度达到预设定值(约为单元胞体的边长),最终满足蜂窝夹芯板对蜂窝芯层2的尺寸要求;
最后,开展对蜂窝芯层2的预压缩技术的参数化研究,形成蜂窝规格尺寸(单元胞体的大小、单元胞体的壁厚等)、材料特性、预压缩量与冲击速度相关性研究成果,以满足后续各类蜂窝芯层2的预压缩工艺参数的选择需求。
上述采用有限元仿真的方法确定蜂窝芯层2的预压缩工艺参数,快捷高效,能进行参数化设计优化,鲁棒性强,可以满足不同的蜂窝芯层2的预压缩工艺要求。
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 (10)
1.一种蜂窝夹芯板,其特征在于,包括至少两层面板和设置在相邻所述面板之间的蜂窝芯层,所述蜂窝芯层靠近所述面板的一侧设置有连接部,所述连接部分别与所述面板和所述蜂窝芯层连接,并且所述连接部与所述面板之间的连接面积大于所述蜂窝芯层的横截面积,其中,所述蜂窝芯层的横截面与所述面板所在的平面平行。
2.根据权利要求1所述的蜂窝夹芯板,其特征在于,所述连接部包括连接板和锁止结构,所述连接板铺设于所述蜂窝芯层朝向所述面板一侧的表面,所述锁止结构设置为能够沿所述蜂窝芯层的横向和纵向限制所述连接板与所述蜂窝芯层的相对移动,所述蜂窝芯层的纵向与所述面板所在的平面垂直,所述蜂窝芯层的横向与所述面板所在的平面平行。
3.根据权利要求2所述的蜂窝夹芯板,其特征在于,所述锁止结构包括设置在所述蜂窝芯层端部的锁钩和设置在所述连接板上的锁孔,所述锁钩的第一端与所述蜂窝芯层形成为一体式结构,第二端能够穿过所述锁孔并至少抵在所述连接板远离所述蜂窝芯层一侧的表面。
4.根据权利要求3所述的蜂窝夹芯板,其特征在于,所述连接板与所述面板之间设置有胶接层,所述锁钩的第二端嵌置于所述胶接层内。
5.根据权利要求3或4所述的蜂窝夹芯板,其特征在于,所述连接部还包括设置在所述蜂窝芯层的端部的第一塑性褶皱,所述第一塑性褶皱设置在所述蜂窝芯层与所述锁钩的第一端之间,且分别与所述蜂窝芯层和所述锁钩形成为一体式结构。
6.根据权利要求1所述的蜂窝夹芯板,其特征在于,所述连接部包括设置在所述蜂窝芯层的端部的第二塑性褶皱,所述第二塑性褶皱的第一端与所述蜂窝芯层形成为一体式结构,第二端与所述面板连接。
7.一种蜂窝夹芯板的加工方法,其特征在于,包括:
对未拉伸的蜂窝芯材的两侧加工凹槽,以使相邻所述凹槽之间形成凸起;
将所述蜂窝芯材拉伸展开,形成蜂窝芯层;
采集所述蜂窝芯层的尺寸数据以及所述凸起在所述蜂窝芯层上的分布信息;
根据所述蜂窝芯层的尺寸数据,加工连接板,并且根据所述凸起在所述蜂窝芯层上的分布信息,在所述连接板上加工通孔;
在所述蜂窝芯层的端面和所述连接板的表面涂覆胶膜;
将所述凸起穿过所述通孔,使所述连接板与所述蜂窝芯层层叠设置;
驱使所述凸起进行弯折;
在面板和所述连接板的表面涂覆胶膜;
使所述面板和所述连接板层叠设置,并向所述面板施加压紧力。
8.根据权利要求7所述的蜂窝夹芯板的加工方法,其特征在于,所述在所述面板和所述连接板的表面涂覆胶膜之前,还包括:
对所述面板的表面进行粗糙化处理。
9.一种蜂窝夹芯板的加工方法,其特征在于,包括:
将所述蜂窝芯材拉伸展开,形成蜂窝芯层;
通过冲压技术对所述蜂窝芯层进行预压缩,使所述蜂窝芯层的两端形成塑性褶皱;
在所述蜂窝芯层的端面和面板的表面涂覆胶膜;
使所述面板和所述蜂窝芯层层叠设置,并向所述面板施加压紧力。
10.根据权利要求9所述的蜂窝夹芯板的加工方法,其特征在于,所述通过冲压技术对所述蜂窝芯层进行预压缩之前,还包括:
确定预压缩的工艺参数。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111342858.2A CN114013130B (zh) | 2021-11-12 | 2021-11-12 | 蜂窝夹芯板及其加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111342858.2A CN114013130B (zh) | 2021-11-12 | 2021-11-12 | 蜂窝夹芯板及其加工方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114013130A true CN114013130A (zh) | 2022-02-08 |
CN114013130B CN114013130B (zh) | 2024-08-20 |
Family
ID=80063960
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111342858.2A Active CN114013130B (zh) | 2021-11-12 | 2021-11-12 | 蜂窝夹芯板及其加工方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114013130B (zh) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4859517A (en) * | 1987-03-16 | 1989-08-22 | Hexcel Corporation | Formable honeycomb panel |
CN110207921A (zh) * | 2019-05-27 | 2019-09-06 | 中国飞机强度研究所 | 复合材料蜂窝夹芯结构冲击损伤的人工模拟方法 |
CN213143731U (zh) * | 2020-08-05 | 2021-05-07 | 上海兴邺材料科技有限公司 | 蜂窝板以及配置该蜂窝板的地板块和墙面板 |
-
2021
- 2021-11-12 CN CN202111342858.2A patent/CN114013130B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4859517A (en) * | 1987-03-16 | 1989-08-22 | Hexcel Corporation | Formable honeycomb panel |
CN110207921A (zh) * | 2019-05-27 | 2019-09-06 | 中国飞机强度研究所 | 复合材料蜂窝夹芯结构冲击损伤的人工模拟方法 |
CN213143731U (zh) * | 2020-08-05 | 2021-05-07 | 上海兴邺材料科技有限公司 | 蜂窝板以及配置该蜂窝板的地板块和墙面板 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114013130B (zh) | 2024-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2002539991A (ja) | 段ボールからなる折りたたみハニカム構造並びにその製造方法及び設備 | |
US20130244006A1 (en) | Optimal sandwich core structures and forming tools for the mass production of sandwich structures | |
KR100509353B1 (ko) | 샌드위치 패널의 프레싱 가공 방법 | |
US20140004299A1 (en) | Cellular structure for double curvature panel | |
CN114013130B (zh) | 蜂窝夹芯板及其加工方法 | |
CN103930342B (zh) | 包括纸板的结构元件 | |
CN113210427B (zh) | 一种板带单张轧制及复合轧制的引带连接器 | |
JP4286899B1 (ja) | 伸縮可能な木質構造体および当該木質構造体をコア材とするフラッシュパネル | |
WO2021157106A1 (ja) | 複合材構造体の製造方法及び積層体の製造方法並びに積層体及び積層型 | |
EP2835255A1 (en) | Structural sandwich panel for high strength walls and coverings, furniture, train and ship furniture, and method for making it | |
CN220576778U (zh) | 一种抗撞击能力强的无醛多层板 | |
JP3107477B2 (ja) | ハニカムパネル | |
CN113653758A (zh) | 蜂窝结构 | |
CN112900324A (zh) | 一种波纹吸能结构 | |
WO2024209714A1 (ja) | 賦形装置及び賦形方法 | |
JP5130108B2 (ja) | 建築用パネル材の製造方法 | |
JP2024148319A (ja) | 賦形装置及び賦形方法 | |
Kasuya et al. | Buckling strength of cross-ply laminated plates under biaxial compression | |
JP3479587B2 (ja) | 曲面成形用ハニカムコアの製造方法 | |
TWI325365B (zh) | ||
JP7392000B2 (ja) | 複合材構造体の製造方法 | |
NL1008118C2 (nl) | Werkwijze voor het vervaardigen van een sandwichpaneel en kernmateriaal daarvoor. | |
CN210733458U (zh) | 一种粘结蜂窝复合板 | |
CN210823601U (zh) | 一种电子产品包装用超薄纸蜂窝芯 | |
JP2684092B2 (ja) | ハニカム材およびその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |