[发明专利]一种热塑性复合材料金属夹层板制品的智能制造方法

权利要求书

1.一种热塑性复合材料金属夹层板制品的智能制造方法，其特征在于，该智能制造方法包括步骤：

S1、根据夹层板制品的三维数模，划分网格，根据热塑性复合材料和金属板的性能参数，计算热塑性复合材料金属夹层板的力学性能，所述力学性能包括夹层板的宏观平均应力，所述宏观平均应力的计算公式为：

其中，和由以下公式计算：

其中：为夹层板的宏观平均应力，为夹层板的宏观平均应变，为夹层板的柔度矩阵，为夹层板的应力张量，为转换矩阵，为夹层板的刚度矩阵，为初始柔度矩阵，为终止柔度矩阵，为终止刚度矩阵，为初始刚度矩阵，C_r为材料系数，和为集中系数，所述集中系数的矩阵由夹层板的拉伸模量P和剪切模量G构成，其中，拉伸模量P和剪切模量G分别由如下公式计算得到：

P代表夹层板的拉伸模量，P_m代表金属板的拉伸模量，P_f代表热塑性复合材料的拉伸模量，η为界面强度因子，G代表夹层板的剪切模量，G_m代表金属板的剪切模量，G_f代表热塑性复合材料的剪切模量，ζ为校正系数,C_f表示热塑性复合材料的体积分数；

S2、预设热冲压工艺参数，根据预成型夹层板制品的缺陷进行人工神经网络计算、诊断、优化，得到优化热冲压工艺参数；

S3、依照优化热冲压工艺参数，将夹层板冲压成型，得到夹层板制品。

2.根据权利要求1所述的热塑性复合材料金属夹层板制品的智能制造方法，其特征在于，步骤S2中所述预设热冲压工艺参数根据步骤S1所述的力学性能计算得到。

3.根据权利要求1所述的热塑性复合材料金属夹层板制品的智能制造方法，其特征在于，步骤S3中所述的工艺参数包括冲压温度、冲压压力、冲压时间、脱模温度。

4.根据权利要求3所述的热塑性复合材料金属夹层板制品的智能制造方法，其特征在于，所述冲压压力设置在5～10Mpa之间，冲压温度设置在150～180℃之间，冲压时间设置在1～2分钟之间，脱模温度设置在120～150℃之间。

5.根据权利要求1所述的热塑性复合材料金属夹层板制品的智能制造方法，其特征在于，该智能制造方法还包括制备具有拓扑互锁结构的夹层板的步骤。

6.根据权利要求5所述的热塑性复合材料金属夹层板制品的智能制造方法，其特征在于，所述制备具有拓扑互锁结构的夹层板具体包括步骤：

SA、处理金属板表面，使金属板表面具有阵列凹陷结构，得到凹陷阵列结构金属板；

SB、用薄层碳纤维增强热塑性树脂，得到热塑性复合材料；

SC、将热塑性复合材料与凹陷阵列结构金属板设置在一起，得到热塑性复合材料金属夹层板；

SD、将热塑性复合材料金属夹层板预热，使热塑性复合材料与金属板接触面之间形成拓扑互锁结构，得到具有拓扑互锁结构的夹层板。

7.根据权利要求6所述的热塑性复合材料金属夹层板制品的智能制造方法，其特征在于，步骤SB中用薄层碳纤维编织增强热塑性树脂，得到热塑性复合材料，其中所述热塑性树脂包括PA6、PA66、PPS或PEEK，所述薄层碳纤维的体积分数为60～40％，所述热塑性复合材料的厚度为0.2～1mm。

8.根据权利要求6所述的热塑性复合材料金属夹层板制品的智能制造方法，其特征在于，其特征在于，步骤SD中将热塑性复合材料金属夹层板预热的温度设置在230～260℃之间，预热保温时间设置在1～2分钟之间。

9.一种热塑性复合材料金属夹层板制品，由权利要求1-8任一项所述的热塑性复合材料金属夹层板制品的智能制造方法得到。