[实用新型]一种轻质网格蒙皮蜂窝结构

说明书

一种轻质网格蒙皮蜂窝结构，它涉及一种蜂窝结构。本实用新型的蜂窝结构由网格蒙皮、蜂窝芯、预埋件和热熔胶膜构成；本实用新型的蜂窝夹层结构网格蒙皮具有可设计性；满足设计刚度要求，优化预埋件胶接稳定的填充方式。网格蒙皮，采用高模量碳纤维缠绕成型，编织角度在[0°～180°)的网格面板，蒙皮交叉点厚度、网格间距可根据设计要求制备。预埋件膨胀胶连接采用爪型分布，经过验证，同等重量下，此时稳定性最强。本实用新型在满足蜂窝夹层结构件力学性能的基础上，极大限度的降低了蜂窝夹层结构件的重量，对卫星蜂窝夹层结构应用有较强的指导意义。本实用新型应用于航空航天领域。

技术领域

本实用新型涉及一种轻质网格蒙皮蜂窝结构。

背景技术

卫星结构设计的特点之一就是尽量减少重量。即在保证规定的刚度和强度的前提下进行结构优化设计，将其质量减少至最小。

铝蜂窝夹层结构是卫星结构中最常见和应用最广的部件，比强度、比刚度高，同时具备抗疲劳性能、减震性能、吸噪吸声、隔热等特点。其组成包括上蒙皮、胶黏剂、蜂窝芯层、埋件以及下蒙皮组成。如图1所示，图1蜂窝夹层结构(由两块高强度的上下蒙皮和中间夹着一层厚而轻的夹心层组成)；其中上、下蒙皮一般包括三种：铝合金、碳纤维复合材料、有机纤维复合材料等。蜂窝芯层材料一般包括：铝合金、芳纶纸等。

蜂窝夹层结构中需存在一定数量的预埋件用于卫星舱体的组装以及安装其他单机组件，而在蜂窝夹层结构成型过程中，预埋件就预装在蜂窝芯中，为了保证预埋件在后期震动、连接等时的强度，需要在预埋件上及邻近蜂窝格子中填充发泡胶进行补强，同产品一起固化。常规的填充方式为预埋件包裹一层或多层发泡胶以及在邻近蜂格内进行多圈填充，根据重量要求以及强度要求决定填充方式。卫星结构中，最优最轻质的成型方式和结构有着极大的实际应用意义。

实用新型内容

本实用新型为了保证卫星结构中蜂窝夹层结构的刚度和强度，满足蜂窝夹层结构连接、锁定以及振动要求同时尽量减少重量，提出一种可设计结构形式的网格蒙皮制备方法，同时在该基础上优化预埋件填充方式，保证蜂窝基板的结构稳定性。具有广泛的应用适用性。

本实用新型一种轻质网格蒙皮蜂窝结构，所述的蜂窝结构包括网格蒙皮、蜂窝芯、预埋件和热熔胶膜；

所述的网格蒙皮分为上网格蒙皮和下网格蒙皮；上网格蒙皮粘接在蜂窝芯上表面；下网格蒙皮粘接在蜂窝芯下表面；热熔胶膜分别置于上网格蒙皮与蜂窝芯之间，以及下网格蒙皮与蜂窝芯之间；

所述的预埋件置于蜂窝芯开设的预埋件孔内，沿与预埋件一侧边呈35°、-35°和90°角度方向的蜂窝芯网格内设置发泡胶。

本实用新型的蜂窝夹层结构包括网格蒙皮、胶膜、蜂窝芯，预埋件、填充胶膜等内容。

所述网格蒙皮制备方法利用缠绕机进行螺旋缠绕，可制备[0°～180°)交叉角的高模量网格蒙皮。若设计纤维夹角为40°，可设计缠绕程序缠绕70°，沿缠绕轴向方向为0°方向，缠绕完成后，沿0°剪裁，可得到纤维角度为40°的网格蒙皮。

所述网格蒙皮制备方法利用缠绕机进行螺旋缠绕，可制备不同厚度的栅格形式网格，网格厚度和网格空隙均可控。若设计网格间距为4×4mm，可设计缠绕程序前进量为4mm。对应可制备网格蒙皮交叉点厚度为0.1mm～0.2mm。

所述蜂窝夹层结构预埋件的固定方式，可采用J-145膨胀胶、J-47D胶膜、J-78胶膜对预埋件进行固定，在预埋件周围填充一圈胶膜，固定预埋件位置。

所述蜂窝夹层结构预埋件固定方式，为了提高预埋件的连接强度，对预埋件周围进行补强。补强具体方式，在预埋件周围的蜂窝网格内填胶，然后以预埋件中心为中心点，在半径为R80mm～R160mm范围内设置3条填胶带，填胶带与预埋件边缘的夹角分别为35°，-35°、90°，从而形成爪型的胶结构。在同等重量下，预埋件在此条件下被加强效果最好。