[发明专利]一种聚氨酯泡沫自适应减振降噪泡沫夹层板及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚氨酯泡沫自适应减振降噪泡沫夹层板及其制备方法，泡沫夹层板包括上面板、下面板和位于中间层的泡沫夹芯结构，泡沫夹芯为超材料各向同性ISOMAX泡沫结构，由各向异性的方形壁板结构和三角形金字塔壁板结构组成；上面板和下面板是聚氨酯泡沫阻尼面板，且均由金属薄板与聚氨酯泡沫蒙皮粘结而成。在不过多增加结构质量以及不影响结构原有力学性能的前提下，该泡沫夹层板该依然能在宽频段(包括低频和中高频)自适应减振降噪。

技术领域

本发明属于航空航天、船舰和高铁技术领域，具体涉及一种聚氨酯泡沫自适应减振降噪泡沫夹层板及其制备方法。

背景技术

金属蜂窝和泡沫夹层板因其轻质、高强、隔热、减振和降噪等多功能结构一体化的特点，被广泛用于航空航天飞行器、船舰和高铁等的壁板结构中。现有的技术，对轻质多孔材料夹层板结构的强度和减振降噪性能的研究，多集中在传统的四变形、六边形蜂窝夹层板以及泡沫夹层板结构中。随着科学技术和经济的快速发展以及国防战备的需要，航空航天飞行器、船舰和高铁等的速度越来越快，安装的智能设备越来越多，传统的金属蜂窝夹层板和金属泡沫夹层板结构，在满足结构质量要求的情况下，其刚度、强度和减振降噪等性能已不能满足结构安全性能的基本要求。因此，在尽可能减轻结构质量的情况下，研制出具备更高强度、刚度、更好自适应减振降噪的高性能面板结构，已成为当务之急。

在减振降噪方面，传统的多孔材料夹层板，多通过在芯层施加外在结构，来进行某些低频段的减振降噪。一方面，施加外在结构会过多增加质量，因而过多影响或者改变多孔材料夹层板的结构和力学性能。另外，往往只能在某些低频段减振降噪，很难自适应减振降噪。

因此，为了克服传统蜂窝和泡沫夹层板结构存在的缺点，制备超轻高强自适应减振降噪泡沫夹层板结构，已成为航空航天、船舰和高铁等领域的迫切需求。

发明内容

本发明的目的是克服传统泡沫夹层板承载差和很难自适应减振降噪的缺点，从结构和功能材料两方面出发，为航空航天、船舰和高铁等领域，提供一种聚氨酯泡沫自适应减振降噪泡沫夹层板及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种聚氨酯泡沫自适应减振降噪泡沫夹层板，包括上面板、下面板和位于中间层的泡沫夹芯结构，所述的泡沫夹芯结构为超材料各向同性ISOMAX泡沫结构，由各向异性的方形壁板结构和三角形金字塔壁板结构组成；所述上面板和下面板是聚氨酯泡沫阻尼面板，且均由金属薄板与聚氨酯泡沫蒙皮粘结而成。

一种聚氨酯泡沫自适应减振降噪泡沫夹层板的制备方法，包括以下步骤：

(1)3D打印ISOMAX泡沫夹芯结构和上面板、下面板的金属薄板结构；

(2)根据构成上面板和下面板的金属薄板的面板尺寸，切割制作与金属薄板尺寸相对应的聚氨酯泡沫蒙皮，将金属薄板与聚氨酯泡沫蒙皮粘结形成上面板和下面板；

(3)将耐高温金属快干胶均匀搅拌后，单面均匀涂在聚氨酯泡沫蒙皮上，之后，与步骤(1)中3D打印的ISOMAX泡沫夹芯结构，边界对齐粘贴，即得所需自适应减振降噪泡沫夹层板。

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：

本发明的夹芯结构，使用的是超材料ISOMAX泡沫结构，它是目前现有的唯一达到多孔材料理论刚度极限的各向同性泡沫结构。与传统金属蜂窝和泡沫结构相比，即使在质量很轻的情况下，依然具备极强的刚度和强度，在剧烈声振激励下，具备很强的抗变形和抗破坏能力。另外，传统的多孔材料夹层板，多使用的是纯金属面板，通过在芯层施加外在结构，来进行某些低频段的减振降噪，而本发明的上、下面板，使用的是聚氨酯泡沫阻尼面板，在不过多增加结构质量以及不影响结构原有力学性能的前提下，依然能在宽频段(包括低频和中高频)自适应减振降噪。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图。