[发明专利]复合夹层结构

说明书

本发明涉及一种用于成组装运装置的复合夹层基部面板。该面板包括：包括纤维加强材料的上表面层；包括纤维加强材料的下表面层；以及中央芯部，其中至少大部分中央芯部包括结合在基质材料中的多个颗粒。上表面层和下表面层设置有基质材料以将上表面层和下表面层粘合到中央芯部。

技术领域

本发明涉及一种轻质复合夹层基部面板，特别是用作成组装运装置(Unit LoadDevice)的一部分的轻质复合夹层基部面板。

背景技术

空运货物通常在可以是集装箱或货盘形式的成组装运装置中或成组装运装置上运输。与航空工业的所有方面一样，减轻重量是关键的优先事项，因为它等同于提高燃油效率和降低运营成本。大多数成组装运装置目前由高强度铝合金制成，这是20世纪60年代的首代设计的遗留。铝合金可以提供成本、密度和可制造性的适当组合。然而，它有两个主要缺点：其刚度(和强度)与重量比以及其易塑性变形性。

已知复合材料、特别是复合夹层结构具有高的刚度(和强度) 与重量比。

US3556448(Dobbs)公开了一种结构面板，其中丁二烯苯乙烯树脂的膨胀芯布置在一体织造的三维布料的槽或网之间。这里公开的是一种包括已被热压到平的泡沫芯上的玻璃纤维蒙皮的托盘。

US7854204(Dacus)公开了一种超轻型成组装运装置，其包括具有多孔承载芯的加固的四边形复合结构，该多孔承载芯密封在连续的有序聚合物加强层中并且在外边缘处被修整，具有轻质材料的中空多腔轮廓，该轻质材料与对齐附接装置固定，从而呈现平坦的表面以便于加载和卸载有效载荷。

US8776698(Pherson)公开了一种具有由多个夹层形成的中央面板的空运货盘，所述多个夹层包括设置在具有树脂和纤维组合的上蒙皮层和具有树脂和纤维组合的下蒙皮层之间的泡沫芯。另外，中央面板通过延伸穿过下蒙皮层、泡沫芯和上蒙皮层的附加纤维被加强。界面层围绕泡沫芯的周边设置，并且结合在上蒙皮层和下蒙皮层之间以完成中央面板。然后，通过连接到界面层而将多个导轨围绕中央面板的外周卡扣配合，形成货盘。

上述引用的装置解决了与由铝合金制成的装置相比增加了成组装运装置的基部面板的刚度重量比的问题。然而，它们有一个不同的问题，使得它们不适合操作。成组装运装置通过辊轨道和球垫移动，并且这种装置的基部面板在其使用寿命期间可能在负载情况下行进几十公里。存在于上述面板中的具有相应低抗压强度的低密度芯会发生局部压痕失效，这导致它们不得不停止使用。正是由于这个原因，目前在成组装运装置上没有发现上述发明在使用。

发明内容

因此，本发明涉及一种具有基部面板的成组装运装置，该基部面板包括：

包括纤维加强材料的上表面层；

包括纤维加强材料的下表面层；以及

中央芯部，其中至少大部分中央芯部包括结合在基质材料中的多个颗粒，

其中上表面层和下表面层设置有基质材料以将上表面层和下表面层结合到中央芯部。

成组装运装置的基部面板可以包括复合夹层结构。

诸如本发明的布置提供了一种轻质结构，该轻质结构满足了与已有轻质复合夹层基部面板相同的设计负载和操作要求，但是增加了抗塑性变形和/或抗损伤形成的能力。成组装运装置的主要操作要求是使其在辊式输送机上通过，而不会永久变形和破裂。如果上表面加强材料、下表面加强材料和中央芯部的组合导致较低的抗弯刚度，则面板将在辊梢端周围过度弯曲，这将导致加强材料的断裂。相反，如果芯的刚度过高，则面板将不会充分弯曲；接触力将集中在较小的区域上，从而导致较大的局部应力，并且因此由于芯部经受的应力增大而导致的芯部材料挤压造成了表现为面板中的永久压痕的芯部失效。因此，整个基部面板的抗弯刚度是使这些失效机理中的任一个的概率最小化的抗弯刚度，同时基部面板仍然是轻质的。本发明通过在加强材料的上层和下层内采用颗粒和基质材料的组合来解决这个问题。