蜂窝夹层结构复合材料

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蜂窝夹层结构

蜂窝夹层结构

应用
夹层结构应用比较广泛,如翼面、舵面、舱面、壁、地板、雷达爪等甲还可以川作火车、地铁、汽车上的各 种隔板,用玻璃纤维复合材料或芳纶复合材料为蒙皮以铝蜂窝芯、芳纶纸蜂窝芯制造的赛艇、游船性能优异,另 外在滑水板、冲浪板、滑雪板等体育用品方面也得到应用。厚型的粗蜂窝夹层结构可用作建筑墙板,隔音、隔热 效果好 。
现状
除作为航空机的主翼、机身操纵面等一次性结构材料使用外,广泛用于直升飞机的旋转翼、滑翔机车辆、渔 船、大型贮罐上等 。
优点
蜂窝夹层结构具有极大的弯曲刚性。这是蜂窝夹层结构的第一个优点。此外还有优点,即:因为成为两重结 构,所以气密性和隔热性优异;因为是粘接结构,所以表面可以做得很平滑;结构衰减大,由冲击而引起的破坏 停留在局部,龟裂难以扩展、展等。
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缺点
价格偏高。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
特性
板(蒙皮)与轩质蜂窝芯材通过胶郭剂粘接成的层状复合结构。夹层结构面板可以是铝板或者碳纤维、玻璃纤 维、芳纶纤维复合材料板。常用的蜂窝芯材料为铝稍、芳纶纸、玻璃布和牛皮纸等 。
特点
夹层结构的突出特点是:弯曲刚度大,充分利用材料的强度,重量轻。蜂窝夹层结构可以一次成型即上下面 板的成型固化和面板与蜂窝芯的胶接固化是同时完成的;也可以二次成型即上下面板的成型固化与面板芯材的胶 接固化先后分两次固化;也可以三次成型,则是上面板同化、下面板固化和面板芯材胶接固化,先后分于次进行。 铝板作面板时需要在胶接之前进行表面处理,以提高胶接强度。
简介
蜂窝夹层结构是指在两个薄蒙皮之间,夹上轻质芯材的一种层合复合材料 。
背景
在机能方面,与在钢轨上可见的工字型断面梁相似。即工字型断面材料的两凸缘与蒙皮对应。承担弯典应力。 工字型断面材料的腹板与芯材对应。专门承担横向剪切,每一个的作用都分得很清楚。

夹层结构复合材料设计原理及其应用

夹层结构复合材料设计原理及其应用

夹层结构复合材料设计原理及其应用
夹层结构复合材料是一种由两层或多层材料组成的复合材料,其中夹层材料通常是一种轻质、高强度的材料,如泡沫塑料、蜂窝结构、铝合金等,而外层材料则通常是一种高强度、高刚度的材料,如碳纤维、玻璃纤维等。

夹层结构复合材料的设计原理是通过组合不同的材料,以达到优化材料性能的目的。

夹层结构复合材料的应用非常广泛,特别是在航空航天、汽车、建筑等领域。

在航空航天领域,夹层结构复合材料被广泛应用于飞机机身、机翼、尾翼等部件中,以提高飞机的强度和刚度,同时减轻重量,提高燃油效率。

在汽车领域,夹层结构复合材料被应用于车身、底盘等部件中,以提高汽车的安全性能和燃油效率。

在建筑领域,夹层结构复合材料被应用于建筑外墙、屋顶等部件中,以提高建筑的抗风、抗震性能,同时减轻建筑重量,降低建筑成本。

夹层结构复合材料的设计原理是通过选择不同的材料,以达到优化材料性能的目的。

例如,在航空航天领域,夹层结构复合材料通常由碳纤维和泡沫塑料组成,碳纤维提供高强度和高刚度,泡沫塑料提供轻质和吸能性能。

在汽车领域,夹层结构复合材料通常由玻璃纤维和铝合金组成,玻璃纤维提供高强度和高刚度,铝合金提供轻质和耐腐蚀性能。

在建筑领域,夹层结构复合材料通常由钢板和聚氨酯泡沫组成,钢板提供高强度和高刚度,聚氨酯泡沫提供轻质和隔热性能。

夹层结构复合材料是一种非常重要的材料,它具有轻质、高强度、高刚度、吸能性能等优点,被广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。

夹层结构复合材料的设计原理是通过选择不同的材料,以达到优化材料性能的目的。

未来,随着科技的不断发展,夹层结构复合材料将会得到更广泛的应用。

复合材料蜂窝夹层结构的优化设计

复合材料蜂窝夹层结构的优化设计

复合材料蜂窝夹层结构的优化设计摘要本文主要探讨了复合材料蜂窝夹层结构的优化设计方法。

首先介绍了蜂窝夹层结构的优点和应用领域,接着分析了其存在的问题和挑战。

然后,针对这些问题,提出了一系列优化设计方法,包括材料选取、蜂窝结构设计和界面优化等方面。

最后,通过具体案例分析,验证了所提出的优化设计方法的有效性。

1. 引言复合材料蜂窝夹层结构是一种在航空航天、汽车、建筑等领域广泛应用的先进结构材料。

其由两层面板夹持着一个蜂窝状的中间层,形成轻质且高强度的结构。

蜂窝夹层结构具有优异的性能,如高比强度、高比刚度、吸能能力强等,在许多领域都有广泛的应用。

2. 优点和应用领域蜂窝夹层结构具有以下几个优点: 1. 轻质高强度:蜂窝夹层结构由轻质面板和中间的蜂窝状结构组成,使其具有较小的自重和较高的强度。

2. 吸能能力强:蜂窝夹层结构中的蜂窝层具有吸能能力,能够有效地吸收冲击能量,提高结构的抗冲击性能。

3. 隔热隔音:蜂窝夹层结构中的蜂窝层具有较好的隔热隔音性能,适用于一些需要绝热隔音的场合。

蜂窝夹层结构广泛应用于以下几个领域: - 航空航天领域:蜂窝夹层结构在飞机、航天器等领域中被广泛使用,能够提高载荷能力和提高飞行性能。

- 汽车领域:蜂窝夹层结构可以用于汽车车身、底盘等部件,提高汽车的强度和安全性能。

-建筑领域:蜂窝夹层结构可以用于建筑的外立面、屋顶等部件,具有较好的隔热隔音效果。

3. 问题和挑战尽管蜂窝夹层结构具有许多优点,但仍然存在一些问题和挑战: 1. 材料选取:蜂窝夹层结构的性能与所选用的材料密切相关,如何选择合适的材料成为优化设计的重要问题。

2. 蜂窝结构设计:蜂窝夹层结构的性能也与其内部的蜂窝结构密切相关,如何设计合理的蜂窝结构是优化设计的关键。

3. 界面优化:蜂窝夹层结构中各层面板和蜂窝层之间的界面连接也对其性能产生影响,需要进行界面优化。

4. 优化设计方法针对以上问题和挑战,可以采取以下优化设计方法来提升蜂窝夹层结构的性能:4.1 材料选取在进行蜂窝夹层结构的设计时,需要选择合适的材料。

蜂窝夹层结构复合材料应用及成型工艺分析

蜂窝夹层结构复合材料应用及成型工艺分析

蜂窝夹层结构复合材料应用及成型工艺分析摘要:复合材料因其本身的优异性能而备受关注,其中蜂窝夹层结构是一种较为特殊的复合材料,其一般是通过2层及以上蒙皮、蜂窝夹芯再以胶黏剂来固结的形式制备而成,已经广泛用于航空、航天、轨道交通、舰船、医疗、建筑等领域。

文章就蜂窝夹层结构复合材料的应用、成型工艺、工艺要点进行了论述与分析。

关键词:蜂窝夹层结构;复合材料应用;成型工艺引言讨论并分析蜂窝夹层结构复合材料应用及成型工艺,需明确该种复合材料的基本制备流程,判定并总结其制备过程的影响因素,因此来实现对成型工艺的有效控制,使其达到更好的制备效果,满足各个方面的应用需求。

1 蜂窝夹层结构复合材料应用1.1 航空应用(1)蜂窝夹层复合材料因其质量轻、抗剪切失稳能力强、弯曲强度大等因素而广泛地应用在各种航天结构中,尤其是该种材料的减重效果,在舵面、副翼、舱门、雷达罩等结构上有着极好的应用效果;蜂窝夹层结构复合材料最早出现在美国F15战斗机系列的平尾、垂尾、机翼前缘等位置;其后用于F/A18飞机上的飞行控制面;后续在F35飞机上的方向舵、垂尾前缘、襟副翼等位置皆有应用。

而在民用飞机上,该种复合材料也具备着一定的优势,B787、A380、A340、A320等飞机上皆有含该项材料的结构件,比如方向舵等。

(2)因蜂窝夹层结构材料耐腐蚀、减震、力学性能优良,亦会较多应用在各种航空航天功能件制造上,比如天线罩、整流罩等结构功能件;借助适宜的外形设计,不但可满足飞行器整体的气动外形标准要求,还可借助结构设计与模拟计算,通过设定相应的结构形式来满足飞行装置透波等性能要求;此外,在各种飞机饰件选择与装饰时亦会应用到该项材料,比如飞机内饰板壁、底板等结构。

而在蜂窝夹层结构工艺迅速发展的背景下,行业内的专业研究学者亦开始探索“绿色蜂窝+改性酚醛预浸料”、“绿色蜂窝+改性酚醛预浸料”等绿色蜂窝夹层结构在飞机侧壁板等结构上应用的可能性,并取得了较好的研究成果[1]。

浅析蜂窝夹层结构复合材料在舰船中的应用

浅析蜂窝夹层结构复合材料在舰船中的应用

前进行材料分析。如果零件损坏或者存在异常现 象,不能 报 ,2017(05):79—80.
继续使用 。为了避免产生使用 不安全 以及裂 纹等情况,如 [3】郭兴 明,张磊,董 书臣 .金属材料在机械设计中的选择与应
个管控过程 中确定可变性温度 的范围,根据倾向力和指标 5结语
等进行 。
社会经济不断发展 ,对机械制造有 了更高的要求,结
(3)热处 理
合当前实 际应用情况和 报道等 ,在实施 过 程 中需要 明确
热处理符合要求,在性 能测试阶段,如果存在氧化不 注 意 事 项 ,严 格按 照 要求 进 行 。在 本 次研 究 中对材 料
到位或者开裂等情况,都对性能造成影响 。
创 新 应 用进 行 分 析 ,结合 使 用 路径 和 实 际情 况 等 ,进
4.3材料经济分析
行 分 析和指 导,能推动城镇 化进步 ,满 ห้องสมุดไป่ตู้机械 行业 的发
材料设备的有序 处理比较重要,结合产 品成本和注意 展要 求 。
事项等 ,进行成品率分析 ,此外费用管理 比较重要 ,在实
施阶段立足于当前经济效益,结合资源形式实施 。考虑 到 【参考文 献 】
零件寿命和维修 费用等,进行试验检测 。
[1】王子铭 ,梅 贝贝 .机械设计 中新型材料选用的分析 [J】.南
4.4 机 械 零件 组 装
方 农 机 ,2017, 48(24):92.
零件 组 装 管 理很 重 要 ,为 了避 免 出现 损 坏 的现 象 ,提 【2】-:r-H云 .工程 机械 轻量化 方法与设计研究 [J].中国金属通
蜂窝夹层结构是 由一个密度较小的蜂 窝芯层 (一般为
强度大等优 点 u 。从上个 世 纪五十年 代开始 ,该 结构最 正六边形 )和两块较薄 的实心面板 通过胶 接或焊 接 的方

Nomex蜂窝夹层复合材料力学性能研究

Nomex蜂窝夹层复合材料力学性能研究

Nomex蜂窝夹层复合材料力学性能研究贺靖】,杨晓琳1,朱秀迪1,孙超明1,2(1.北京玻钢院复合材料有限公司,北京102101; 2.特种纤维复合材料国家重点实验室,北京102101)摘要:为了研究蜂窝夹层复合材料的力学性能,本文使用三种牌号单向预浸布、不同面密度胶膜以及一种Nomex蜂窝芯材通过热压一体成型工艺制备蜂窝夹层复合材料。

研究了蜂窝夹层板的滚筒剥离、长梁弯曲、板剪切(三点弯曲)以及嵌件剪切性能的影响因素。

研究结果表明使用相同Nomex蜂窝芯材时:胶膜面密度对蜂窝夹层板的滚筒剥离性能影响显著;蜂窝夹层板的长梁弯曲性能和450N载荷下的挠度主要受预浸布影响;预浸布和胶膜对蜂窝夹层板的板剪切性能影响较小;蜂窝夹层板的嵌件剪切性能和胶膜面密度无明显关系,受预浸布影响较大。

关键词:Nomex蜂窝;力学性能;胶膜面密度;复合材料;热压成型中图分类号:TB332文献标识码:A文章编号:2096-8000(2020)09-0079-061前言夹层复合材料具有比刚度高、重量轻以及可设计性强等优点,被广泛应用于航空航天领域。

随着轻质夹芯结构的发展,以蜂窝芯为夹层的蜂窝夹层复合材料在航天领域的主、次承力结构件上发挥了重要作用。

蜂窝夹层复合材料是由上、下两张高强度的刚性面板以及蜂窝芯组成的,蜂窝芯拥有的独特孔格结构赋予了蜂窝夹层复合材料抗疲劳、隔音、降噪、隔热等功能[1-4]。

近年来,随着蜂窝夹层复合材料的应用与发展,国内学者对蜂窝夹层板进行了大量研究。

毕红艳[5]研究了共固化和二次胶接成型对蜂窝板面板性能及胶接质量的影响;梁春生等[6]研究了蜂窝夹层复合材料的共固化工艺对蜂窝夹层结构力学性能的影响。

李清河等⑺研究了成型压力对蜂窝板压缩、剪切性能的影响;原崇新等[8]研究了加压时机、加压大小及升温速率等因素对蜂窝板面板质量、胶接强度及侧压强度的影响;王伟等⑼研究了胶膜面密度、成型压力对蜂窝板性能的影响。

然而,很少有人从原材料方面对蜂窝夹层板性能进行研究。

复合材料蜂窝夹层结构的优化设计

复合材料蜂窝夹层结构的优化设计

复合材料蜂窝夹层结构的优化设计一、引言复合材料蜂窝夹层结构是一种新型的轻质高强材料结构,其具有优异的力学性能和重量比。

因此,在航空航天、汽车、船舶等领域中得到广泛应用。

本文将对复合材料蜂窝夹层结构的优化设计进行探讨。

二、复合材料蜂窝夹层结构的组成复合材料蜂窝夹层结构由三部分组成:面板、蜂窝芯和面板。

其中,面板是由复合材料制成的,通常采用碳纤维或玻璃纤维增强塑料;蜂窝芯是由铝或塑料等轻质材料制成,具有良好的抗压性能;最后一层面板与第一层面板相同。

三、复合材料蜂窝夹层结构的力学性能1. 抗弯强度高:由于采用了轻质高强度的蜂窝芯,使得该结构在承受外力时能够有效地抵抗弯曲变形。

2. 抗压性好:由于采用了铝或塑料等轻质材料作为蜂窝芯,使得该结构在承受外力时能够有效地抵抗压缩变形。

3. 重量轻:由于采用了轻质材料和蜂窝结构,使得该结构的重量比传统材料结构降低了约50%。

4. 热膨胀系数低:由于面板和蜂窝芯的热膨胀系数不同,因此在温度变化时不易发生破裂和变形。

四、复合材料蜂窝夹层结构的优化设计1. 面板厚度的优化设计:面板厚度对复合材料蜂窝夹层结构的强度和重量有着较大的影响。

一般来说,面板越厚,强度越高,但重量也会相应增加。

因此,在优化设计中需要根据具体使用场景和要求选择合适的面板厚度。

2. 蜂窝芯密度的优化设计:蜂窝芯密度对复合材料蜂窝夹层结构的强度和重量也有着较大的影响。

一般来说,密度越小,重量越轻,但强度也会相应减弱。

因此,在优化设计中需要根据具体使用场景和要求选择合适的蜂窝芯密度。

3. 面板和蜂窝芯的材料选择:面板和蜂窝芯的材料选择也是影响复合材料蜂窝夹层结构性能的重要因素。

一般来说,面板采用碳纤维或玻璃纤维增强塑料,而蜂窝芯则采用铝或塑料等轻质材料。

4. 夹层结构的优化设计:夹层结构的优化设计也是影响复合材料蜂窝夹层结构性能的重要因素。

一般来说,采用对称夹层结构可以使得该结构在承受外力时具有更好的抗弯强度和抗压性能。

蜂窝夹心复合材料固化方式

蜂窝夹心复合材料固化方式

蜂窝夹心复合材料固化方式蜂窝夹心复合材料是一种结构性复合材料,具有轻质、高强度、较好的阻燃性和吸能性能,广泛应用于航空、航天、汽车、船舶等领域。

为了达到理想的力学性能和耐久性,固化工艺是制备蜂窝夹心复合材料的重要环节之一。

本文将介绍一些常见的蜂窝夹心复合材料的固化方式及其影响因素。

一、压制固化压制固化是在高压下运用热固性树脂(如环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂等)将预制的蜂窝芯材与预浸料覆盖芯材的复合材料进行固化的工艺。

其步骤为:将蜂窝芯材和预浸料覆盖芯材组装在一起,然后放入塑料袋中,并在气压下加热、压缩或真空固化。

该方法具有简单、生产效率高、质量稳定等优点。

然而,过高或过低的加热压力都会产生不良的复合材料,不能得到满意的压缩性能,从而影响到固化效果。

此外,固化时间过短或过长以及固化温度过高或过低,也会对复合材料的性能产生不利影响。

因此,必须控制好固化条件来获得高品质的蜂窝夹心复合材料。

二、真空吸入固化真空吸入固化是指用真空将预浸料吸入芯材蜂窝中,并在真空和热力作用下进行固化的技术。

该方法具有结构性复合材料成本低、生产效率高、成品质量稳定等优点。

在进行真空吸入固化时,须保证操作过程的清洁度和密封性,否则可能会导致制品中的气泡、污染和不完全固化。

此外,固化时间和温度是影响产品性能的重要参数。

真空吸附固化还需要根据不同的材料类型和成形要求对真空度和固化参数进行精确定义,以便得到最优的固化效果。

三、层积固化层积固化是指在蜂窝芯材两侧分别放置预浸料覆盖材料后,再用手或机器将它们压实,使得预浸料和芯材彼此粘合,然后在温度和压力的作用下进行固化的技术。

该方法生产效率较高,且成本比较低。

在进行层积固化过程中,应保证芯材的水平性,否则可能出现错位问题。

此外,粘合剂、蜂窝材料和预浸料等材料的选择也是影响复合材料性能的重要因素之一。

因此,在选择材料时应尽可能匹配预期的制品功效和要求。

四、热挤出固化热挤出固化是指将预浸料预先与芯材蜂窝余料相结合,然后加热至熔化状态,最后通过挤出机将预浸料挤入芯材中成型的技术。

蜂窝夹层复合材料结构低速冲击数值模拟

蜂窝夹层复合材料结构低速冲击数值模拟

蜂窝夹层复合材料结构低速冲击数值模拟摘要:为了发展蜂窝夹层结构低速冲击数值分析方法,建立了蜂窝夹层结构典型平板冲击有限元计算模型,通过界面单元方式模拟蜂窝与面板之间的粘接效应。

结果表明:本文采用的有限元模型能够充分模拟冲击载荷下蜂窝与面板之间的脱粘现象,损伤扩展模式合理准确且通过仿真进行了不同冲击速度和冲击角度下的结构脱粘演化分析,本文分析结果能够支持蜂窝夹层结构的设计和缺陷处理提供数据支撑。

关键词:蜂窝夹层复合材料;低速冲击;损伤扩展;数值模拟中图分类号:TB332 文献标识码:A1研究背景蜂窝夹层复合材料结构由于轻质、高强及耐疲劳等优异的性能被广泛应用于航空航天领域。

其中芳纶纸蜂窝夹层复合材料结构除具有较高的强度刚度性能外还具备低介电的特性,多被用于雷达罩等对透波和隐身性能要求较高的功能性能一体化部位。

考虑到受力特性及使役功能,蜂窝夹层复合材料结构多为刚度强度较高的上下复合材料面板和低密度蜂窝结构组成,面板与蜂窝之间通过粘接剂胶接。

典型的蜂窝夹层结构如图1所示。

图1蜂窝夹层结构示意图蜂窝夹层复合材料结构的面外性能较弱,抗冲击性能较差。

对冲击损伤引起的强度降高度敏感。

冲击损伤的来源很多,在实际的制造、装配、使用和维修等过程中受到的冲击载荷包括工具掉落、跑道碎石、冰雹和鸟撞等。

经国内外研究发现,冲击损伤能够很大程度地破坏蜂窝夹层复合材料结构的完整性,冲击载荷造成的损伤面积大、损伤形式多,严重影响结构的强度和刚度。

因此,开展蜂窝夹层复合材料结构的冲击损伤萌生和演化规律显得十分重要。

(a)面板损伤(b)面板和芯体损伤扩展图2蜂窝夹层结构冲击损伤示意图相关学者对蜂窝夹层复合材料结构的冲击损伤问题已开展了较多研究。

在试验研究方面,复合材料的冲击损伤已经受到广泛关注,但是对于夹层复合材料结构的冲击损伤机理还没有得到很好的解释,夹层结构具有不同于层压板的冲击损伤模式,除了包含Cantwell提到的所有层压板冲击损伤模式(纤维-基体脱粘、纤维断裂、层间基体开裂等)以外,还存在面板-芯体脱粘、芯体压碎等破坏形式。

复合材料蜂窝夹层结构

复合材料蜂窝夹层结构

复合材料蜂窝夹层结构
哎呀,说起“复合材料蜂窝夹层结构”,这可真是个新奇又有点复杂的东西呢!
你能想象吗?就好像我们吃的夹心饼干,外面是脆脆的两层,中间是甜甜的夹心,复合材料蜂窝夹层结构也有点像这样。

它的外面是坚固的两层材料,而中间呢,是像蜂窝一样一格一格的结构。

有一次,在科学课上,老师给我们展示了这种结构的模型。

我和同桌小明都瞪大了眼睛,好奇得不行。

我问老师:“老师,这东西到底有啥用呀?”老师笑着说:“这用处可大啦!比如说飞机的翅膀,很多就是用这种结构做的。

”我一听,惊讶得差点叫出声来:“啥?飞机翅膀?那得多结实啊!”
小明也忍不住插话:“那它咋就能让飞机翅膀那么厉害呢?”老师耐心地解释:“你们看啊,这中间的蜂窝结构,轻得很,但又特别能承重。

就像小小的蚂蚁能举起比自己重好多倍的东西一样,这蜂窝夹层结构也有着大大的力量。


后来,老师还告诉我们,这种结构不仅用在飞机上,在一些汽车零件、甚至是建筑里也能看到它的身影。

我就在想,这小小的蜂窝,怎么就有这么大的能耐呢?
比如说,在汽车里,它能让车更轻,跑得更快还更省油。

这难道不神奇吗?这就好比一个大力士,看起来瘦瘦小小的,可一出手,力气大得吓人!
再想想建筑,如果用了这种结构,房子是不是能更坚固,还能节省材料呢?
我觉得啊,这复合材料蜂窝夹层结构就像是一个隐藏的超级英雄,平时不显眼,关键时刻却能发挥巨大的作用。

总之,复合材料蜂窝夹层结构真的是太厉害了,未来肯定还会在更多的地方大展身手,给我们带来更多的惊喜!。

航空用蜂窝夹层结构及制造工艺

航空用蜂窝夹层结构及制造工艺

航空用蜂窝夹层结构及制造工艺摘要:蜂窝夹层结构复合材料的性能主要由蒙皮和蜂窝芯材料的性能所决定,这些性能主要包括蒙皮的厚度与材质,蜂窝芯材的高度、材质、密度、孔格大小以及形状等。

近些年,研究人员围绕蜂窝夹层结构复合材料做了大量研究并取得了一定成果。

关键词:航空结构;蜂窝;夹层结构;成型工艺预浸料;胶粘剂一、材料体系与性能1.蜂窝芯子。

蜂窝种类包括Nomex蜂窝、铝蜂窝及玻璃布蜂窝等,其功能是将上、下面板隔开,以承受由一个面板传递到另一个面板的载荷和横向剪力。

根据孔格形状可分为正六边形、过拉伸、单曲柔性、双曲柔性、增强正六边形和管状等。

在这些蜂窝夹芯材料中,以增强正六边形强度最高,正六边形蜂窝次之。

由于正六边形蜂窝制造简单,用料省,强度也较高,故应用最广。

应用上,由于NOMEX蜂窝与铝蜂窝相比,局部失稳的问题要小得多,而且NOMEX材料不导电,不存在电化腐蚀问题,还能够满足FST(烟雾毒性)等要求,所以在航空制造上具有广泛的应用领域。

不同规格的蜂窝具有不同的密度和力学性能,密度小于48kg/m3的蜂窝属于低密度蜂窝,这类蜂窝在民机、直升机、无人机等亚音速飞机上具有广阔的使用前景。

密度为48~80kg/m3的蜂窝称为中、高密度蜂窝,具有较高的强度及刚度,广泛应用于某些有特殊力学性能要求的部位,如歼击机的平尾、鸭翼及方向舵等。

目前国外航空用蜂窝的生产厂家主要有Hexcel、M.C.Gill、Plascore、Advanced Honeycomb Technologies及Euro-technologies Inc.等,国内主要是中航复合材料有限责任公司。

不同厂家生产的Nomex蜂窝制造标准和产品性能是有差异的,选用时可参考GJB1874及其他有关资料。

2.面板材料。

面板种类包括铝合金、玻璃钢及碳纤维复合材料等,目前航空结构上采用的大多为碳纤维单向带或织物增强复合材料。

面板主要功能是提供要求的轴向弯曲和面内剪切刚度。

蜂窝夹层结构复合材料应用研究进展

蜂窝夹层结构复合材料应用研究进展

蜂窝夹层结构复合材料应用研究进展蜂窝夹层结构复合材料是一种由两个外表面之间填充蜂窝结构的材料。

它的结构不仅能够大幅度减轻重量,还能提高材料的强度和刚度。

因此,蜂窝夹层结构复合材料在航空航天、汽车、建筑等领域具有广泛的应用前景。

本文将就蜂窝夹层结构复合材料的制备、性能及应用进行研究进展的述评。

蜂窝夹层结构复合材料的制备可以通过多种方法实现。

其中,最常用的方法是层压法。

该方法首先将蜂窝芯与表面层压在一起,然后通过高温和高压加热处理来实现复合材料的固化。

此外,也有一些新的制备方法被提出,如原位生长法、3D打印法等。

这些新方法使得制备蜂窝夹层结构复合材料的过程更加简单、快捷,并能够实现更复杂、多样化的结构。

蜂窝夹层结构复合材料由于其独特的结构,在力学性能方面具有较大的优势。

首先,蜂窝夹层结构能够大幅度减轻材料的重量,降低燃料消耗和减少环境污染。

其次,蜂窝夹层结构能够提高材料的强度和刚度,使其具有较好的抗冲击性能和疲劳寿命。

此外,蜂窝夹层结构还具有较好的热阻性能和声学性能。

这些优势使得蜂窝夹层结构复合材料在航空航天、汽车、建筑等领域得到广泛应用。

在航空航天领域,蜂窝夹层结构复合材料被广泛应用于飞机机身、机翼、垂直尾翼等部件。

它们可以有效降低飞机的自重,提高飞机的燃料效率和载荷能力。

同时,蜂窝夹层结构复合材料还具有较好的抗冲击性能,能够有效防止碎片和撞击物对飞机造成损坏,提高飞机的安全性能。

在汽车领域,蜂窝夹层结构复合材料被应用于车身和车门等部件。

与传统材料相比,蜂窝夹层结构复合材料具有更高的强度和刚度,能够提高车辆的稳定性和安全性能。

同时,蜂窝夹层结构复合材料的轻量化特性也能够减少燃料消耗,降低车辆的碳排放,符合环保要求。

在建筑领域,蜂窝夹层结构复合材料被应用于墙体、屋顶、隔热板等部件。

其轻量化和隔热性能能够有效降低建筑物的能耗,提高建筑物的能源效率。

此外,蜂窝夹层结构复合材料还具有良好的吸声性能,可以减少噪音的传播,提高室内环境的舒适性。

蜂窝夹层结构复合材料

蜂窝夹层结构复合材料

1.1.夹层结构一种复合构造的板、壳结构,它的两个表面由很薄的板材做成,中间夹以较轻的夹芯层。

前者称为表板,要求强度高;后者称为夹层,要求重量轻。

第二次世界大战时,为了充分利用木材资源,英国的“蚊式”轰炸机上就采用了全木质夹层结构。

一般夹层结构用于机翼、尾翼、机身、箭体、箭头、减速板、发动机短舱、隔音装置、防火隔板等。

与薄壁结构的薄蒙皮相比,夹层板的厚度大得多,抵抗失稳能力强,重量还可减小,而且表面光滑,气动外形良好。

但它的制造工艺复杂,工艺质量又不易检验,所以应用受到限制。

夹层结构表板的材料有铝合金、不锈钢、钛合金和各种复合材料。

夹层材料有轻质木材、泡沫塑料等,也可用金属材料或复合材料制成波纹板夹层或蜂窝型夹层(见蜂窝结构)。

夹层与表板一般用胶粘结在一起,也可用熔焊、焊接连接,形成整体。

在总体受力分析中,认为上、下两表板只承受表板面内的拉、压力和剪切力,不能承受弯矩和扭矩,而中间夹层只承受垂直于夹层中面的切力。

夹层结构与一般板壳结构受力分析的唯一差别在于挠度计算中除了考虑弯曲力矩产生的挠度外,还要考虑剪力的影响。

夹层结构的两表板之间距离较大,所以夹层结构的弯曲刚度比一般板壳结构大得多,失稳临界应力显著提高。

夹层结构自身不用铆钉,免除了钉孔引起的应力集中,提高了疲劳强度。

夹层结构与相邻结构的连接较为复杂,夹层本身的局部接触强度较弱,又需承受连接的集中力,因此必须妥善进行接头设计。

1.1.类型、特点及应用类型:按面层分类:玻璃钢、金属、绝缘纸、胶合板、塑料板等按芯层分类:泡沫夹层结构、波板夹层结构、蜂窝夹层结构等。

特点:轻质夹芯高强度面层泡沫夹层结构的夹芯材料是泡沫塑料其质量轻、刚度大、保温隔热性能好。

但是强度不高蜂窝夹层结构的夹芯材料是蜂窝材料(玻璃布蜂窝、纸蜂窝、棉布蜂窝等)特点:质量轻、强度大、刚度大应用:构件尺寸较大、强度要求较高的部件。

如图:波板夹层结构波板夹层结构的夹芯材料是波纹板(玻璃钢波纹板、纸基波纹板和棉布波纹板)。

复杂曲面夹层结构复合材料制件成型工艺研究

复杂曲面夹层结构复合材料制件成型工艺研究

复杂曲面夹层结构复合材料制件成型工艺研究以复杂曲面大尺寸蜂窝夹层结构复合材料制件为研究对象,考察了复杂曲率形状的蜂窝夹层结构制件的成型工艺,以及不同共胶接工艺参数对复合材料制件质量的影响。

结果表明:对于等厚度、曲率变化大的蜂窝夹层结构,采用共胶接的成型方法成型内蒙皮时,采用卸真空的工艺会导致内蒙皮内部质量较差,而采用抽真空的工艺并选用合适压力的工艺方法,会保证内蒙皮成型质量好的同时又能满足蜂窝芯的抗压要求。

标签:复杂曲面;复合材料;蜂窝夹层;空隙密集蜂窝夹层结构是一种特殊的复合材料结构,是由多层面板之间夹一层蜂窝芯子并用胶粘剂在一定压力和温度下复合而成的整体刚性结构。

因其具有弯曲强度大、抗剪切失稳能力强、重量轻的优势,被广泛应用于对性能和重量有特殊要求的航天、航空结构中。

随着复合材料技术的快速发展,复合材料在飞机结构中的运用越来越广泛[1],其主要的一个目的就是为了减重。

采用整体成型大型复合材料可有效降低成本,减少紧固件和零件的数量,对整体减重有很好的效果[2]。

目前对实体复合材料整体成型技术的研究较多,针对蜂窝夹层结构整体成型的文献比较少,尤其对大型复杂曲面夹层结构复合材料整体成型的报导更少。

文章研究了某型号用设备舱口盖蜂窝夹层制件的研制,对不同固化工艺参数对夹芯结构制件质量的影响做了考察,为以后工程应用中研制各种规格、形状的夹芯结构制件提供了参考。

1 蜂窝夹层结构制件的结构、形状、材料及制造难点1.1 蜂窝夹层结构制件的结构、形状、材料蜂窝夹层零件外形尺寸为:4450mm×2500mm×760mm。

主要外形尺寸特点:尺寸大、型面复杂,主要由外蒙皮、胶粘剂、蜂窝芯、胶粘剂、内蒙皮和加强板及垫板组成,其中内外蒙皮面板材料为T300/BA9913预浸料,内外蒙皮铺层均为[-45/0/+45/90]s。

T300/BA9913预浸料含胶量为31±2%,固化后单层厚度为0.125mm,由中航复合材料有限责任公司生产,其层压板标准固化工艺规范见图1。

浅谈蜂窝夹层复合材料应用及成型工艺

浅谈蜂窝夹层复合材料应用及成型工艺

浅谈蜂窝夹层复合材料应用及成型工艺作者:范雨娇王维维来源:《新材料产业》2020年第06期1 蜂窝夹层复合材料及其优势复合材料由于其优异的性能近年已备受关注。

蜂窝夹层结构是一种复合材料结构形式,通常由2层或多层蒙皮(也称为“面板”)之间夹以一层轻质蜂窝夹芯并采用胶黏剂在一定温度和压力下复合成一个整体刚性结构(见图1)。

其主要包括复合材料蒙皮材料、蜂窝材料和胶粘剂材料。

目前的蒙皮材料根据固化温度可分为高温、中温、常温材料,按照材料体系可分为环氧树脂体系、氰酸酯树脂体系及双马树脂体系等。

蜂窝材料包括纸蜂窝、铝蜂窝、Nomex蜂窝等。

胶粘剂按照固化温度不同包括常温胶黏剂、中温胶粘剂、高温胶粘剂等。

蜂窝夹层复合材料由所选用的蒙皮材料及蜂窝材料匹配胶粘剂材料进行设计,可以满足航空航天、汽车等领域的具体需求。

蜂窝夹层复合材料具备着复合材料的特点,并且由于其选用了蜂窝材料及其特殊的结构形式,也更扩宽了其应用的范围提升了其优势,蜂窝夹层复合材料具有以下特点:①质量轻,比强度高,尤其是抗弯刚度高,同等质量的蜂窝夹层结构复合材料其抗弯刚度约为铝合金的5倍。

②具有较高的表面平面度,且可以制备出形状复杂的曲面结构;可以制造成双曲、单曲面板,制成车辆零部件后拆装方便。

③可吸收震动能量,能够具备隔音降噪、减震等效果;蜂窝夹层结构复合材料,内部含有大量的密闭蜂窝孔格,其内部充满大量空气,而气体相比固体的传播介质,具有更为出色的隔音、隔热效果。

④具有复合材料的耐腐蚀、绝缘性和环境适应性。

⑤具有可设计性,可根据实际需要选取具有相应功能的材料,如防火、自熄、耐温等材料。

并可根据实际使用工况对材料的结构进行设计。

⑥优异的成型制造工艺性,可以满足各类形状复杂、稳定性要求高的零部件成型制造方法。

2 蜂窝夹层复合材料的应用2.1 蜂窝夹层复合材料在航天领域的应用蜂窝夹层复合材料由于其具有弯曲强度大、抗剪切失稳能力强、质量轻的优势,被广泛应用于对性能和重量有特殊要求的航天、航空结构中。

蜂窝夹心结构复合材料常见的拓扑结构

蜂窝夹心结构复合材料常见的拓扑结构

蜂窝夹心结构复合材料常见的拓扑结构随着现代科技的不断发展,蜂窝夹心结构复合材料已经成为众多工程领域中的热门材料。

蜂窝夹心结构由面板和夹芯两部分组成,其中夹芯为一种具有规则形状的网格状结构,常见的夹芯材料有铝合金、玻璃钢、聚苯乙烯等。

在实际应用中,蜂窝夹心结构的拓扑结构不仅影响到材料的力学性能,还与材料的使用寿命和成本都有关系。

下面将介绍一些常见的蜂窝夹心结构拓扑结构。

1. 六面体蜂窝结构六面体蜂窝结构是一种最为基本的蜂窝夹心结构,具有优秀的强度和刚度。

该结构的表面积也很大,能够承受较大的拉伸和压缩力。

此外,由于六面体蜂窝结构的各个面都是对称分布的,所以在多种应力情况下都能够发挥出很好的性能。

分形蜂窝结构是一种具有递归自相似性的结构,具有更高的性能和更小的重量。

该结构的优点是吸能能力强,抗震性能好,同时能够减小内部应力的集中程度,降低夹芯板压缩产生的蜂窝变形现象。

平面屈曲蜂窝结构属于一种开放式结构,具有良好的强度和韧性,同时可以在不损失性能的情况下降低重量。

这种结构的核心特点是板层间的对称磨损,能够增加平面的刚度和强度。

平面波浪蜂窝结构是一种实用的结构形式,其优点在于能够满足多种应力情况下的要求,同时具有较大的受力面积和强弹性属性。

该结构的波状表面和蜂窝结构相互契合,能够有效减少材料的损耗。

球面蜂窝结构是一种既具有优秀强度和韧性,又能适应多种应用的复合材料结构。

球面形状可以提供最大的受力面积和刚度,能够抵御各种方向的外部冲击力和内部压力。

在航空航天领域中,球面蜂窝结构被广泛应用于飞行器结构设计中。

总之,蜂窝夹心结构的拓扑结构选择取决于具体应用领域的需求和工艺成本,并应根据材料的受力状况和使用场景进行有针对性的选择和设计。

CATIA V5复合材料设计

CATIA V5复合材料设计

引言随着航空工业的发展,复合材料的应用显得越来越重要。

复合材料的设计与传统金属结构设计不同,需要考虑诸多的因素,如:多种的材料组合、材料的各向异性、材料的铺层顺序、产品的可制造性等。

CATIA V5 为复合材料设计提供了一整套完整而专业的解决方案,包括复合材料本体的设计、DMU/CAE分析、可制造性分析等等。

本文以蜂窝夹层复合材料为例,介绍了CATIA V5 对复合材料从设计、分析到制造的全过程。

一、蜂窝夹层复合材料简介蜂窝夹层结构主要由两层面板(蒙皮)中间夹以蜂窝芯材(夹芯)用胶粘剂胶接构成,具有比强度和比刚度高,抗疲劳性能好和耐腐蚀等优点,同时还具有许多特殊功能,如:减震、消音、吸音、吸收和透射电磁波、隔热以及导流和变流等功能。

因此随着航空工业的发展,蜂窝夹层结构在飞机结构上广泛应用,如:前缘、后缘翼面,襟翼,扰流片,升降舵,方向舵,整流罩,地板,隔板等均为蜂窝夹层结构。

蜂窝夹层结构件的构成包括:(图1)图1 蜂窝夹层复合材料a) 面板;b) 边缘闭合件;c) 蜂窝夹芯。

航空蜂窝夹层结构多采用铝合金板或复合材料板材作面板,用铝、芳纶纸或玻璃布蜂窝作夹芯材料,用热固性胶粘剂通过加热加压的方法将二者粘接成为整体。

蜂窝夹层结构件可按不同的情况分为:1) 按面板材料:分为复合材料面板和金属面板;(本文针对复合材料面板)2) 按夹芯类型:分为蜂窝夹层结构、泡沫塑料夹层结构和蜂窝/泡沫塑料混杂夹层结构;3) 按蜂窝材料:分为金属蜂窝夹层结构和非金属蜂窝夹层结构。

二、CATIA V5 复合材料设计我们将复合材料的设计划分为:初步设计阶段、详细设计阶段、加工详细设计阶段、加工输出阶段等四个阶段(图2)。

CATIA V5 Composite design(CPD) 复合材料设计以流程为中心,能满足以上各个阶段的用户使用需求,为用户提供完整端到端的复合材料解决方案。

2.1 复合材料初步设计阶段蜂窝夹层零件复合材料零件是由支撑面,蜂窝和外表面构成(见图1);支撑面、外表面分别为铺层复合材料铺层,蜂窝为实体。

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1.1.夹层结构一种复合构造的板、壳结构,它的两个表面由很薄的板材做成,中间夹以较轻的夹芯层。

前者称为表板,要求强度高;后者称为夹层,要求重量轻。

第二次世界大战时,为了充分利用木材资源,英国的“蚊式”轰炸机上就采用了全木质夹层结构。

一般夹层结构用于机翼、尾翼、机身、箭体、箭头、减速板、发动机短舱、隔音装置、防火隔板等。

与薄壁结构的薄蒙皮相比,夹层板的厚度大得多,抵抗失稳能力强,重量还可减小,而且表面光滑,气动外形良好。

但它的制造工艺复杂,工艺质量又不易检验,所以应用受到限制。

夹层结构表板的材料有铝合金、不锈钢、钛合金和各种复合材料。

夹层材料有轻质木材、泡沫塑料等,也可用金属材料或复合材料制成波纹板夹层或蜂窝型夹层(见蜂窝结构)。

夹层与表板一般用胶粘结在一起,也可用熔焊、焊接连接,形成整体。

在总体受力分析中,认为上、下两表板只承受表板面内的拉、压力和剪切力,不能承受弯矩和扭矩,而中间夹层只承受垂直于夹层中面的切力。

夹层结构与一般板壳结构受力分析的唯一差别在于挠度计算中除了考虑弯曲力矩产生的挠度外,还要考虑剪力的影响。

夹层结构的两表板之间距离较大,所以夹层结构的弯曲刚度比一般板壳结构大得多,失稳临界应力显著提高。

夹层结构自身不用铆钉,免除了钉孔引起的应力集中,提高了疲劳强度。

夹层结构与相邻结构的连接较为复杂,夹层本身的局部接触强度较弱,又需承受连接的集中力,因此必须妥善进行接头设计。

1.1.类型、特点及应用类型:按面层分类:玻璃钢、金属、绝缘纸、胶合板、塑料板等按芯层分类:泡沫夹层结构、波板夹层结构、蜂窝夹层结构等。

特点:轻质夹芯高强度面层泡沫夹层结构的夹芯材料是泡沫塑料其质量轻、刚度大、保温隔热性能好。

但是强度不高蜂窝夹层结构的夹芯材料是蜂窝材料(玻璃布蜂窝、纸蜂窝、棉布蜂窝等)特点:质量轻、强度大、刚度大应用:构件尺寸较大、强度要求较高的部件。

如图:波板夹层结构波板夹层结构的夹芯材料是波纹板(玻璃钢波纹板、纸基波纹板和棉布波纹板)。

特点:制作简单,节省材料,但不适用于曲面形状的制品,质量轻、刚度大。

2 .蜂窝夹层结构2.1.概念性说明蜂窝夹层结构是复合材料的一种特殊类型。

由于这种轻型结构材料具有最优比强度、比刚度、最大抗疲劳性能、表面平整光滑等特点 ,已在中国航天领域得到较为广泛地应用。

蜂窝夹层结构实质上是由3 种基本材料组合而成的复合材料 ,这为结构人员提供了广泛改变参数以满足设计技术指标的可能性。

目前在型号任务中最常用的为铝面板 - 铝蜂窝夹层结构、碳纤维面板 -铝蜂窝夹层结构、玻璃钢面板 - 玻璃钢蜂窝夹层结构、芙拉纤维面板 -凯Nomex 蜂窝夹层结构等 ,其特点是结构较为复杂 ,外形尺寸精度要求高、工序内容多、研制周期长。

其轻质高强的特点在研制、、试验装配和搬运过程中容易出现各种损伤。

文章结合研制生产实践 ,分析了蜂窝夹层结构复合材料的几种主要破坏模式 ,从而可采取相应措施 ,防止各种损伤破坏 ,提高产品质量。

2.2 .蜂窝夹层结构的组成蜂窝夹层结构由 3 个元件组成:1) 一对薄而强的面板 ,以承受轴向载荷、弯矩和面内剪力 ;2) 厚而轻的蜂窝芯子 ,它将上、下面板隔开 ,以承受由一个面板传递到另一个面板的载荷和横向剪力;3) 胶粘剂 ,它能将剪力传递至蜂窝芯子和由蜂窝芯子传递只面板2.3蜂窝夹层结构常用面板材料、蜂窝芯材和胶粘剂2.2.1.面板材料面板的主要功能是提供要求的轴向弯曲和面内剪切刚度 ,以承受轴向弯曲和面内剪切载荷 ,在卫星结构中 ,面板常用预浸树脂石墨纤维单向带或织物 ,也有采用铝合金面板或玻璃钢面板等 ,面板的选择按实际使用要求选定。

2.2.2.蜂窝芯子蜂窝芯子形状主要采用正六边形。

航天结构中的蜂窝芯子材料一般采用铝蜂窝芯子、Nomex 蜂窝芯子及玻璃钢蜂窝芯子。

2.2.3.胶粘剂胶粘剂是蜂窝夹层结构复合材料研制生产中的重要材料 ,它对蜂窝夹层结构复合材料的力学性能和制造工艺性能有一定影响。

为此对胶粘剂的主要性能提出了各种要求 ,主要有空间环境条件下性能稳定性、较好的综合力学性能、工艺性能好、使用方便 ,同时在现有储存条件下储存期不低于 6 个月。

对于蜂窝夹层结构复合材料不同的使用部位和不同的要求 ,可选用下列各种胶粘剂 :1) 结构胶粘剂—用于面板和蜂窝芯子胶接 ;2) 泡沫胶粘剂—用于蜂窝芯子与预埋件胶接、局部填充和加强 ;3) 拼接胶粘剂—用于大面积蜂窝芯子的拼接 ;4) 灌注胶粘剂—用于蜂窝夹层结构件成型后镶嵌件的后埋 ;5) 胶接热管胶粘剂—用于蜂窝夹层结构件中的热管胶接。

2.3.蜂窝夹层结构复合材料力学性能特性蜂窝夹层结构的主要特点是上、下面板的材料厚度一般情况下均相同 ,而且比蜂窝芯子高度小得多 ,面板材料的强度和刚度一般均较高。

根据夹层板力学分析基本理论 ,其主要力学性能特征如下 :1) 弯矩主要由面板承担。

蜂窝夹层结构复合材料由面板承担的弯矩要远大于由芯子承担的弯矩 ;2) 面板中的应力沿厚度接近均匀分布。

由于蜂窝夹层结构复合材料的面板很薄 ,面板中的最大应力与平均应力相差很少 ,面板中的应力可认为沿厚度接近均匀分布 ;3) 横向剪力主要由芯子承担。

蜂窝夹层板受载时会产生弯矩和垂直板面的横向剪力 ,由于面板很薄 ,能承担的横向剪力不大 ,横向剪力主要由芯子承担;4) 通常不能忽略芯子的横向剪切应变。

由于蜂窝夹层的芯子的横向剪切弹性模量不大 ,因此横向剪切应变不能忽略 ;5) 芯子具有支持面板避免失稳的作用。

蜂窝夹层板的芯子将提供薄面板的横向支承 ,避免面板的局部失稳。

2.4.蜂窝夹层结构应用情况蜂窝夹层结构的应用是在我们生活的各个方面,其最多的还是应用于航空航天事业上。

首先介绍蜂窝夹层结构的基本特性:(1)质量轻,比强度高,尤其是抗弯刚度高,同质量的蜂窝夹层结构复合材料其抗弯刚度约为铝合金的5倍。

(2)有极高的表面度和高温稳定性,易成型且不易变形,它不仅能制造成平面面板而且可以制造成单曲、双曲面板,制成车辆零部件后拆装更为方便。

(3)优良的耐腐蚀性能、绝缘性和环境适应性,可适应铁路动车组和客车各种恶劣的运用环境;另外,根据需要这类板材可以采用表面喷漆或者表面粘贴防火板处理,达到良好的装饰性、防火性。

(4)独特的回弹性,可吸收震动能量,具有良好的隔音降噪效果,所以在民用上对于隔音减震有很大帮助。

(5)防火等级高,在遭遇火灾后烟密度符合高等级的国际铁路防火标准,具有良好的自熄性;放热值较低,能够形成耐火层,能降低释放出的烟雾和有毒气体,具有良好的环保性能。

(6)优异的成型制造工艺性,可满足铁道车辆内部零件形状复杂、稳定性高的要求。

3. 蜂窝夹层结构的成型工艺3.1.窝夹层结构用原材料(1)蜂窝种类蜂窝的强度与选用原材料和蜂窝几何形状有关,根据平面投影几何形状,蜂窝夹芯材料可分为六边形、菱形、矩形、正弦曲线形和有加强带六边形等。

在这些蜂窝夹芯材料中,以加强带六边形强度最高,正方形蜂窝次之。

由于正六边形蜂窝制造简单,用料省,强度也较高,故应用最广。

(2)原材料夹层结构的蒙皮和夹芯材料种类很多,如果用铝、钛合金做蒙皮和芯材,则称为金属夹层结构;用玻璃钢薄板,木质胶合板和无机复合材料板做蒙皮,用玻璃钢蜂窝、纸蜂窝及泡沫塑料做夹芯材料,则称为非金属材料夹层结构。

目前,以玻璃钢薄板做蒙皮、玻璃钢蜂窝和泡沫塑料做芯材的夹层结构应用最广。

①玻璃纤维布(增强材料)生产玻璃钢夹层结构的玻璃布分为面层布和蜂窝布两种:面层布是经过增强处理的中碱和无碱平纹布,其厚度一般为0.1~0.2mm。

为加强蒙皮和蜂窝之间的粘度强度,常在两者之间加一层短切玻璃纤维毡。

选用含蜡玻璃布做蜂窝材料,可以防止树脂浸透到玻璃布背面,减少蜂窝块层间的粘接,有利于蜂窝成孔拉伸。

②纸生产蜂窝夹层结构的纸,要求有良好的树脂浸润性和足够的拉伸强度。

③粘接剂(树脂)制造蜂窝夹层结构用的树脂分蒙皮用树脂、蜂窝用树脂和蜂窝与蒙皮粘接用树脂。

根据夹层结构的使用条件,可分别选用环氧树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、有机硅树脂及邻苯二甲酸二丙烯酯等。

制造蜂窝胶条时,通常采用环氧树脂、改性酚醛树脂、聚醋酸乙烯酯胶和聚乙烯醇缩丁醛胶等。

在这些胶粘剂中,环氧树脂粘接强度高,改性酚醛树脂价格低,故应用较多。

聚醋酸乙烯酯胶无毒,价格便宜,可以室温固化,但用此胶制造的蜂条,不能浸聚酯胶胶液,因为聚酯树脂中的苯乙烯能溶解聚醛酸乙烯,使蜂条开胶、破坏。

(3)蜂窝夹芯制造生产玻璃布夹芯材料时,主要彩胶接拉伸法。

其工艺过程是先在制造蜂窝芯材的玻璃布上涂胶条,然后重叠粘接成蜂窝叠块,固化后按需要蜂窝高度切成蜂窝条,经拉伸预成型,最后浸胶,固化定型成蜂窝芯材。

制造蜂窝夹芯叠块的胶条上胶法,可以采用手械涂胶,也可以使用机械化涂胶。

(4)蜂窝夹层结构制造玻璃布蜂窝夹层结构制造技术分湿法和干法两种。

①干法成型此法是先将蜂窝夹芯和面板作好,然后再将它们粘接成夹层结构。

为了保证芯材和面板牢固粘接,常在面板上铺一层薄毡(浸过胶),铺上蜂窝,加热加压,使之固化成一体。

这种方法制造的夹层结构,蜂芯和面板的粘接强度可提高到3MPa以上。

干法成型的优点主要是产品表面光滑,平整,生产过程中每道工序都能及时检查,产品质量容易保证,缺点是生产周期长。

②湿法成型此法是面板和蜂窝夹芯均处于未固化状态,在模具上一次胶接成型。

生产时,先在模具上制好上、下面板,然后将蜂窝条浸胶拉开,放到上、下面板之间,加压(0.01~0.08MPa)、固化,脱模后修整成产品。

湿法成型的优点是蜂窝和面板间粘接强度高,生产周期短,最适合于球面、壳体等异形结构产品生产。

其缺点是产品表面质量差,生产过程较难控制。

3.2.蜂窝夹芯制造生产玻璃布夹芯材料时,主要彩胶接拉伸法。

其工艺过程是先在制造蜂窝芯材的玻璃布上涂胶条,然后重叠粘接成蜂窝叠块,固化后按需要蜂窝高度切成蜂窝条,经拉伸预成型,最后浸胶,固化定型成蜂窝芯材。

制造蜂窝夹芯叠块的胶条上胶法,可以采用手械涂胶,也可以使用机械化涂胶。

蜂窝夹层结构制造玻璃布蜂窝夹层结构制造技术分湿法和干法两种。

①干法成型此法是先将蜂窝夹芯和面板作好,然后再将它们粘接成夹层结构。

为了保证芯材和面板牢固粘接,常在面板上铺一层薄毡(浸过胶),铺上蜂窝,加热加压,使之固化成一体。

这种方法制造的夹层结构,蜂芯和面板的粘接强度可提高到3MPa以上。

干法成型的优点主要是产品表面光滑,平整,生产过程中每道工序都能及时检查,产品质量容易保证,缺点是生产周期长。

②②湿法成型此法是面板和蜂窝夹芯均处于未固化状态,在模具上一次胶接成型。

生产时,先在模具上制好上、下面板,然后将蜂窝条浸胶拉开,放到上、下面板之间,加压(0.01~0.08MPa)、固化,脱模后修整成产品。

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