复合材料蜂窝及其制备方法与流程

1.本发明涉及树脂基复合材料的技术领域，具体地，涉及复合材料蜂窝及其制备方法。


背景技术：

2.复合材料夹心结构能够降低单位体积的结构重量，削弱噪音与振动、增加耐热、抗疲劳和防火性能，具有较高的弯曲强度和刚度，广泛应用于航空航天、船舶、交通运输、建筑等领域。用于复合材料夹心结构的夹芯材料主要有泡沫夹心、蜂窝夹心及结构夹心。采用复合材料格栅等结构的结构夹心具有最好的结构强度和刚度性能。目前复合材料结构夹心一般为平行四边形结构或胶接的六边形结构，平行四边形结构容易失稳破坏；而胶接六边形结构，胶接区域存在较大的应力集中同时操作工艺较为复杂。
3.在公开号为cn111016306a的专利文献中公开了一种蜂窝夹层复合材料的制备方法及蜂窝夹层复合材料。该制备方法：选择轴向具有裁切裕量的蜂窝，在每个蜂窝孔两端部的六个角处分别进行轴向裁切，使每个蜂窝孔端部均形成六个裁切缝，每个蜂窝孔两端部的裁切缝的深度相加等于裁切裕量，然后沿裁切缝的底部位置处翻折每个蜂窝孔端部被裁切缝分隔开的孔壁，使翻折后的端部孔壁垂直于蜂窝的轴向，形成蜂窝粘接面，蜂窝的两端分别通过两端的粘接面与蒙皮粘接。
4.因此，需要提出一种新的技术方案以改善上述技术问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种复合材料蜂窝及其制备方法。
6.根据本发明提供的一种复合材料蜂窝的制备方法，所述方法包括如下步骤：
7.步骤s1：采用纤维和树脂作为原材料，采用多种工艺技术，制造得到截面波纹板结构；
8.步骤s2：将两个截面波纹板结构胶接形成六边形腔体结构，两个截面波纹板结构相接的一面为胶接面；
9.步骤s3：将多个六边形腔体结构胶接形成复合材料蜂窝阵列结构。
10.优选地，所述步骤s1中的纤维包括碳纤维和玻璃纤维。
11.优选地，所述步骤s1中的树脂包括环氧树脂和酚醛树脂。
12.优选地，所述步骤s1中的工艺技术采用热压罐工艺、树脂传递模塑工艺、真空辅助树脂注射成型工艺和拉挤成型工艺中的一种单独成型。
13.优选地，所述步骤s2中的胶接面的组合方法包括如下步骤：
14.步骤s2.1：在上述复合材料蜂窝阵列结构中，所有的胶接面平行排列，胶接面剥离剪切方向一致；
15.步骤s2.2：采用组合胶接方式，在复合材料蜂窝阵列结构中，存在2个或3个胶接面角度。
16.优选地，通过采用多个所述步骤s3得到的复合材料蜂窝阵列结构组合形成阵列组合，阵列组合内含有多个阵列单元，每一个阵列单元形成不同的结构形式。
17.本发明还提供一种复合材料蜂窝，所述复合材料蜂窝应用通过上述中的复合材料蜂窝的制备方法得到的复合材料蜂窝阵列结构。
18.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
19.1、本发明采用波纹板单元组合而成，单个单元成型工艺简单，结构精度高；
20.2、本发明采用胶接方式形成六边形蜂窝结构，设计胶接面组合方式(胶接方向)，避免单个方向胶接应力集中；
21.3、本发明为多结构阵列组合，提升结构刚度及结构稳定性。
附图说明
22.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
23.图1为本发明的流程示意图；
24.图2为波纹板结构示意图；
25.图3为波纹板结构截面示意图；
26.图4为波纹板结构胶接截面示意图；
27.图5为复合材料蜂窝阵列结构示意图；
28.图6为波纹板胶接形成蜂窝阵列及阵列胶接组合示意图；
29.图7为蜂窝阵列胶接组合结果示意图；
30.图8为蜂窝阵列平行插接组合示意图；
31.图9为蜂窝阵列交叉插接组合示意图；
32.图10为蜂窝阵列胶接面交叉插接组合示意图。
具体实施方式
33.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
34.实施例1：
35.根据本发明提供的一种复合材料蜂窝的制备方法，所述方法包括如下步骤：
36.步骤s1：采用纤维和树脂作为原材料，采用多种工艺技术，制造得到截面波纹板结构；纤维包括碳纤维和玻璃纤维；树脂包括环氧树脂和酚醛树脂；工艺技术采用热压罐工艺、树脂传递模塑工艺、真空辅助树脂注射成型工艺和拉挤成型工艺中的一种单独成型。
37.步骤s2：将两个截面波纹板结构胶接形成六边形腔体结构，两个截面波纹板结构相接的一面为胶接面；
38.胶接面的组合方法包括如下步骤：
39.步骤s2.1：在上述复合材料蜂窝阵列结构中，所有的胶接面平行排列，胶接面剥离剪切方向一致；
40.步骤s2.2：采用组合胶接方式，在复合材料蜂窝阵列结构中，存在2个或3个胶接面角度。
41.步骤s3：将多个六边形腔体结构胶接形成复合材料蜂窝阵列结构；通过采用多个复合材料蜂窝阵列结构组合形成阵列组合，阵列组合内含有多个阵列单元，每一个阵列单元形成不同的结构形式。
42.本发明还提供一种复合材料蜂窝，所述复合材料蜂窝应用通过上述中的复合材料蜂窝的制备方法得到的复合材料蜂窝阵列结构。
43.实施例2：
44.实施例2为实施例1的优选例，以更为具体地对本发明进行说明。
45.本发明采用复合材料实现了蜂窝结构的制造，与纸蜂窝、复合材料格栅结构相比具有更高的压缩强度和模量以及更好的空间稳定性。同时，本发明针对这一制造方法的特点，采用结构组合设计解决了复合材料蜂窝单一方向胶接导致的结构缺点；采用多结构组合，进一步提升了整体结构的稳定性。
46.复合材料蜂窝结构的制造：
47.采用碳纤维、玻璃纤维等纤维；环氧树脂、酚醛树脂等树脂。采用热压罐工艺、树脂传递模塑工艺、真空辅助树脂注射成型工艺、拉挤成型工艺等，制造截面波纹板结构。
48.将2个波纹板胶接形成六边形腔体结构，加粗线条为胶接面。
49.将多个波纹板胶接形成蜂窝阵列结构。
50.胶接面的组合方式：
51.在以上复合材料蜂窝阵列结构中，所有的胶接面平行排列，胶接面剥离剪切方向一致，这导致整体结构承压时胶接面更容易首先失效导致结构的破坏。
52.采用组合胶接方式，可设计复合材料蜂窝阵列中，存在2个或3个胶接面角度，提升蜂窝阵列的结构性能。
53.阵列组合：
54.采用多个阵列单元组合而成，使每一个阵列空间形成不同的结构形式，以提升结构稳定性。
55.本领域技术人员可以将本实施例理解为实施例1的更为具体的说明。
56.本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
57.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。