[发明专利]一种厚壁蜂窝夹层结构及方法

说明书

本发明一种厚壁蜂窝夹层结构及方法，属于结构材料领域；包括外层板和中间夹层，通过胶粘剂将所述中间夹层固定于两个外层板之间；所述外层板为复合材料面板，所述中间夹层包括蜂窝芯子和吸能壁板；所述蜂窝芯子由若干等壁厚正六边形结构的蜂窝单胞组成，所述蜂窝单胞的壁厚/壁长＞0.02；所述吸能壁板固定于所述蜂窝芯子的外围，并固定于两个所述外层板之间。蜂窝夹层结构的整体抗压、抗弯性能也随之增强，同时本发明外围壁板在芯层部分能量释放的过程中处于吸能状态，进一步提高了整个夹层结构的承载能力。

技术领域

本发明属于结构材料领域，具体涉及一种厚壁蜂窝夹层结构及方法。

背景技术

蜂窝夹层结构以其优异的力学性能和多功能的耗能潜力(如消声、隔热、微波吸收等)，逐渐取代部分木制材料和金属材料，在航空航天、交通运输、海洋工程、仿生结构等领域得到了广泛的应用。常见的是以正六边形蜂窝为芯子的蜂窝结构，目前，国内外的学者们对蜂窝夹层结构已经进行了诸多研究，其中不论是夹层结构的力学性能测试研究方面，还是数值分析及理论研究方面，均取得了丰硕的研究成果。

在专利CN103991247中公开了“一种中空、轻质类蜂窝仿生结构的蜂窝板”，该结构的蜂窝芯并未有明显变化，且面板没有明显增强，因此抗弯抗压能力没有较大的改善。而且，现阶段大多数研究针对的是薄壁蜂窝夹层结构，对于厚壁蜂窝夹层结构鲜少有研究，而厚壁蜂窝在密封领域有突出应用，因此对于厚壁蜂窝及厚壁蜂窝夹层结构的研究有重要的工程意义。

发明内容

要解决的技术问题：

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种厚壁蜂窝夹层结构及方法，采用正六边形结构的蜂窝芯子结构，并通过限定蜂窝芯子的结构比例，增强了该结构的抗压、抗弯能力。

本发明的技术方案是：一种厚壁蜂窝夹层结构，包括外层板和中间夹层，通过胶粘剂将所述中间夹层固定于两个外层板之间；其特征在于：所述外层板为复合材料面板，所述中间夹层包括蜂窝芯子和吸能壁板；所述蜂窝芯子由若干等壁厚正六边形结构的蜂窝单胞组成，所述蜂窝单胞的壁厚/壁长＞0.02；所述吸能壁板固定于所述蜂窝芯子的外围，并固定于两个所述外层板之间。

本发明的进一步技术方案是：所述的复合材料面板为玻璃纤维增强复合材料。

本发明的进一步技术方案是：所述的胶粘剂为双组分环氧树脂胶。

本发明的进一步技术方案是：所述蜂窝芯子和吸能壁板的材质均为PLA聚乳酸。

本发明的进一步技术方案是：所述蜂窝芯子的相对密度为21％，所述蜂窝单胞的壁厚为2mm，壁长6mm，所述吸能壁板的壁厚为1mm。

一种厚壁蜂窝夹层结构的制备方法，其特征在于具体步骤如下：

步骤一：采用3D打印技术制备所述蜂窝芯子；

步骤二：将所述胶粘剂均匀涂抹在一个所述复合材料面板的一侧面上，然后将所述蜂窝芯子的一侧与所述复合材料面板对齐并粘贴，然后进行固化，温度为25℃，时间为24小时；

步骤三：将所述胶粘剂均匀涂抹在另一个所述复合材料面板的一侧面上，然后将步骤二固化后的所述蜂窝芯子的另一侧与另一个所述复合材料面板对齐并粘贴，然后进行固化，温度为25℃，时间为24小时，得到厚壁蜂窝夹层结构。

本发明的进一步技术方案是：所述3D打印技术为FDM熔融沉积技术。

有益效果