[发明专利]一种整体加固的单向纤维增强复合材料点阵夹芯板及其制备方法

权利要求书

1.一种整体加固的单向纤维增强复合材料点阵夹芯板，其特征在于一种整体加固的单向纤维增强复合材料点阵夹芯板由金字塔点阵芯子(1)、加固上面板(2)、加固下面板(3)、复合材料上面板(4)和复合材料下面板(5)组成；

所述的金字塔点阵芯子(1)由多个单向纤维增强复合材料点阵结构单胞(6)组成，每个单向纤维增强复合材料点阵结构单胞(6)是由四根杆件组成的具有金字塔形的一体件；在水平方向上相互垂直杆件的连接处设有嵌锁槽口，多个单向纤维增强复合材料点阵结构单胞(6)通过嵌锁槽口按照十字交叉方式相互咬合形成金字塔点阵芯子(1)；

所述的金字塔点阵芯子(1)上端的所有两个单向纤维增强复合材料点阵结构单胞(6)相互咬合处与加固上面板(2)加固连接，所述的金字塔点阵芯子(1)下端的所有两个单向纤维增强复合材料点阵结构单胞(6)相互咬合处与加固下面板(3)加固连接；

所述的加固上面板(2)和加固下面板(3)均为带十字型槽口且镂空的金属面板，十字型槽口呈网格分布，网格结构的交叉点设置十字型槽口，且所述的十字型槽口为通孔，网格结构的网格内部设置成镂空结构，每两个单向纤维增强复合材料点阵结构单胞(6)相互咬合处嵌入一个与相互咬合处相对应的十字型槽口；

所述的加固上面板(2)的上表面与复合材料上面板(4)粘接在一起，加固下面板(3)的下表面与复合材料下面板(5)粘接在一起。

2.根据权利要求1所述的一种整体加固的单向纤维增强复合材料点阵夹芯板，其特征在于所述的加固上面板(2)和加固下面板(3)的材质为金属材料或复合材料。

3.根据权利要求2所述的一种整体加固的单向纤维增强复合材料点阵夹芯板，其特征在于所述的加固上面板(2)和加固下面板(3)的材质为低密度的镁合金或铝合金。

4.根据权利要求3所述的一种整体加固的单向纤维增强复合材料点阵夹芯板，其特征在于所述的加固上面板(2)和加固下面板(3)的板厚等于嵌锁槽口的深度。

5.一种整体加固的单向纤维增强复合材料点阵夹芯板的制备方法，其特征在于一种整体加固的单向纤维增强复合材料点阵夹芯板的制备方法按以下步骤进行：

一、制备波纹板：①清理模具：分别清理用于成形波纹板的模具的上表面和下表面，然后在模具的上表面和下表面均匀涂抹脱模剂；②将模具放入温箱预热，然后在阴模的表面沿垂直于波纹板平台长度方向连续铺放并填满单向纤维预浸料，然后将阴模和阳模合模；③采用热压工艺制备得到带有平台的单向纤维增强复合材料波纹板(1-1)并脱模；

二、制备单向纤维增强复合材料点阵结构单胞：①在步骤一得到的单向纤维增强复合材料波纹板(1-1)的上平台(1-2)和下平台(1-3)处，通过机械开槽方法加工出嵌锁槽口；②将加工好的带有嵌锁槽口的单向纤维增强复合材料波纹板(1-1)沿垂直于单向纤维增强复合材料波纹板(1-1)平台长度方向切成带有嵌锁槽口的单向纤维增强复合材料波纹条(1-4)；③将②得到的带有嵌锁槽口的单向纤维增强复合材料波纹条(1-4)进行裁剪，然后通过嵌锁槽口按照十字交叉方式相互咬合形成单向纤维增强复合材料点阵结构单胞(6)；

三、制备金字塔点阵芯子：将步骤二得到的多个单向纤维增强复合材料点阵结构单胞(6)通过嵌锁槽口按照十字交叉方式相互咬合形成金字塔点阵芯子(1)；

四、制备加固上面板和加固下面板：通过水切割工艺，将一块金属板材切割出与步骤三中得到的金字塔点阵芯子(1)上端的所有两个单向纤维增强复合材料点阵结构单胞(6)相互咬合处相对应的十字型槽口，且所述的十字型槽口为通孔，然后对十字型槽口围城的区域进行镂空处理，得到加固上面板(2)，将另一块金属板材切割出与步骤三中得到的金字塔点阵芯子(1)下端的所有两个单向纤维增强复合材料点阵结构单胞(6)相互咬合处相对应的十字型槽口，且所述的十字型槽口为通孔，然后对十字型槽口围城的区域进行镂空处理，得到加固下面板(3)；

五、制备整体加固的单向纤维增强复合材料点阵夹芯板：①将步骤三制备的金字塔点阵芯子(1)上端的所有两个单向纤维增强复合材料点阵结构单胞(6)相互咬合处与步骤四制备的加固上面板(2)加固连接，将步骤三制备的金字塔点阵芯子(1)下端的所有两个单向纤维增强复合材料点阵结构单胞(6)相互咬合处与步骤四制备的加固下面板(3)加固连接；②将加固上面板(2)的上表面与复合材料上面板(4)粘接在一起，加固下面板(3)的下表面与复合材料下面板(5)粘接在一起，得到整体加固的单向纤维增强复合材料点阵夹芯板。