CN201456485U - 一种树脂基轻质隐身点阵复合材料夹层板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种轻质隐身点阵材料夹层板，属于飞行器复合材料结构设计领域，特别涉及一种树脂基轻质隐身点阵复合材料。本实用新型为一种树脂基轻质隐身点阵复合材料夹层板，它由上面板、下面板、设置在上下面板之间的点阵芯子以及在填充在点阵芯子之间的功能材料构成。所述的点阵芯子是周期排列的四棱锥结构或者是四面体结构。所述的填充在点阵芯子之间的功能材料为吸波隐身材料。它实现了承载和隐身一体化设计，容易实现整体成型制备，减少了填充吸波隐身材料的工艺，加工简单方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种轻质隐身点阵材料夹层板，属于飞行器复合材料结构设计领域，特别涉及一种树脂基轻质隐身点阵复合材料。
背景技术
为了满足航空/航天大构件的超轻结构设计(轻质、高强度、高韧性等等)和多功能性(吸波，制动等等)要求，各国的力学和材料工作者所面临的挑战是如何发明一种新型的航空航天轻质多功能材料。点阵材料是由结点和结点间连接杆件单元组成的周期结构材料。它的特点是其细观构型为三维网架体系，网架中的空隙没有用来承载的填充物，这样的设计节省了大量的质量，提高了比刚度和比强度。可在网架空隙中填充其他功能材料达到降低噪音、屏蔽电磁辐射、抗冲击和碰撞的吸能能力。目前，国内外的复合材料夹层板主要是蜂窝夹层，但它不能很好的实现其他功能的设计要求，比如隐身等。
发明内容
本实用新型的目的是为了实现承载隐身一体化设计，提出一种轻质隐身点阵复合材料夹层板，它可以实现隐身和承载两种结构的整体成型，减少后期填充隐身材料的步骤，降低了制备成本。它比传统的层合复合材料平板和夹层复合材料平板相比，质量更轻，同时具有承载和隐身功能。
一种轻质隐身点阵复合材料夹层板，其特征在于：它由上面板、下面板、设置在上下面板之间的点阵芯子以及在填充在点阵芯子之间的功能材料构成。所述的点阵芯子是周期排列的四棱锥结构或者是四面体结构。所述的填充在点阵芯子之间的功能材料为吸波隐身材料。所述的上面板、下面板以及点阵芯子均为树脂基材料。
本实用新型提出了一种轻质隐身点阵复合材料夹层板，它同时具有承载和隐身的功能，这对于需要同时具有承载隐身功能的飞行器结构具有重要的意义。吸波材料按材料成型工艺和承载能力可分为涂敷型和结构型。涂敷型吸波材料是将吸收剂与粘结剂混合后涂敷于目标表面形成吸波涂层；而结构型吸波材料，则通常是将吸收剂分散在由特种纤维(如石英纤维、玻璃纤维等)增强的结构材料中所形成的结构复合材料，它具有承载和吸收雷达波双重功能。涂敷型吸波材料形成的吸波涂层与面板的结合受各种因素的限制，牢固性较差，一旦脱落易形成大面积的隐身缺陷。另外涂层的基体无纤维增强，薄则无法达到理想的吸波效果，太厚又强度太低，并且增重太大。而结构型吸波材料因其承载能力和结构的可设计性，可以直接作为飞行器的蒙皮或部件，有助于控制飞行器的重量，提高其力学性能。本实用新型正是满足的承载和隐身一体化设计的需求，增加了隐身设计的自由度。
本实用新型所述的所述轻质隐身点阵复合材料夹层板可按如下步骤进行制备：
首先按照设计要求的尺寸吸波隐身材料，为了达到隐身效果，可设计梯度构型，然后根据四棱锥胞元或者四面体胞元的树脂基纤维束杆件在空间的分布，在隐身材料上加工与树脂基纤维束杆件空间位置相对应的通孔，然后在隐身材料胎板的上表面和下表面对称铺设树脂基复合材料层，接着利用纤维束穿插工艺在对应通孔位置穿插树脂基纤维束，形成周期的四棱锥或者四面体结构，最后在第一次铺设的树脂基复合材料层上再次铺设树脂基复合材料层，形成上面板和下面板，在常温条件下进行固化并裁减至设计要求的尺寸.
本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：可以实现隐身和承载两种结构的整体成型，减少后期填充隐身材料的步骤，降低了制备成本。它比传统的层合复合材料平板和夹层复合材料平板相比，质量更轻，同时具有承载和隐身功能，加工简单方便，容易实现。
附图说明
图1是本发明提供的轻质隐身点阵材料夹层板的结构示意图。
1-上面板；2-下面板；3-点阵芯子；4-吸波材料；
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明提供的一种轻质隐身点阵复合材料夹层板结构示意图，它由上面板1、下面板2、设置在上下面板之间的点阵芯子3以及在填充在点阵芯子之间的功能材料4构成。所述的点阵芯子是周期排列的四棱锥结构或者是四面体结构。所述的填充在点阵芯子之间的功能材料为吸波隐身材料。所述的上面板、下面板以及点阵芯子均为树脂基材料。
本实用新型所述的所述轻质隐身点阵复合材料夹层板可按如下步骤进行制备：
首先按照设计要求的尺寸300.28×300.28×20mm吸波隐身材料，为了达到隐身效果，可设计梯度构型，然后根据四棱锥胞元或者四面体胞元的树脂基纤维束杆件在空间的分布，在隐身材料上加工与树脂基纤维束杆件空间位置相对应的通孔，例如，上表面形成10×10个孔，下表面形成11×11个孔，每两个孔间距28.28mm，同时上下表面的孔等间距错开，上表面孔的外围尺寸254.52×254.52mm，下表面孔的外围尺寸280.28×280.28mm，然后在隐身材料胎板的上表面和下表面按照(0，90)4s对称铺设预浸料，厚度至少为0.5mm，接着利用纤维束穿插工艺在对应通孔位置穿插树脂基纤维束，形成周期的四棱锥或者四面体结构，最后在第一次铺设的树脂基复合材料层上再次按(0，90)4s铺设树脂基复合材料层，厚度至少为0.5mm，，形成上面板和下面板，采用电子束辐射固化技术在常温条件下进行固化并裁减至设计要求的尺寸。
Claims (4)
1.一种树脂基轻质隐身点阵复合材料夹层板，其特征在于：它由上面板、下面板、设置在上下面板之间的点阵芯子以及在填充在点阵芯子之间的功能材料构成。
2.如权利要求1所述的一种树脂基轻质隐身点阵复合材料夹层板，其特征在于：点阵芯子是周期排列的四棱锥结构或者是四面体结构。
3.如权利要求1所述的一种树脂基轻质隐身点阵复合材料夹层板，其特征在于：填充在点阵芯子之间的功能材料为吸波隐身材料。
4.如权利要求1所述的一种树脂基轻质隐身点阵复合材料夹层板，其特征在于：上面板、下面板以及点阵芯子均为树脂基材料。
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