[实用新型]一种定向破碎的复合材料板材

说明书

技术领域

本实用新型涉及板材领域，特别是一种定向破碎复合材料板材。

背景技术

近年来，随着复合材料的应用越来越广泛，复合材料的可设计性越来越受到重视，出现了与以往复合材料应用不同的方面，以往都是需要轻质高强的材料，但是现在实际应用对材料又提出了新的要求，在轻质高强的同时还要求有一定的强度薄弱区域，这就对我们复合材料的设计性提出了新的要求。这类材料采用复合材料制造，利用复合材料的可设计性，根据它们工作机制的共同特征，可把它们统称为“易碎复合材料结构”。对于材料性能可设计的复合材料，使其结构具有所需的强度和刚度并不困难。易碎复合材料由于其使用的特殊性，需要在具有一定的强度和刚度下，在给定触发条件下能够按照要求破碎。相比于普通的纤维增强复合材料，易碎复合材料的结构设计，成型工艺和产品性能检测比普通复合材料复杂得多，而且需要重新设计，采用新的思维，综合复合材料结构设计，复合材料力学，复合材料断裂力学等相关理论和实验成果，用新的表征指标对材料的性能做表征，是复合材料的又一个发展的新方向。

国内关于易碎复合材料的制备主要应用于军事方面，在民事方面有少量应用。美国专利文献(公开号PAT4498368)所述，是一种易碎复合材料导弹发射盖，主要以环氧树脂和玻璃纤维布为原料，结构上采用十字交叉的设计方法，导弹发射时将易碎盖顶破，盖子破碎为四瓣，然后导弹可以顺利发射出去。中国专利文献(公开号CN2926979Y)公布了一种易碎复合材料薄膜盖，该复合材料薄膜盖基体层和辅助层材料选用高强玻璃纤维布+环氧树脂，按纤维方向0°、90°进行铺层，以提高沿预定方向撕裂的可能性；结构上，主要采用中心十字刻痕+高强丝的方法，即给薄膜盖刻上中心十字刻痕，填上高强丝并胶合，这样，薄膜盖在弹头的作用下，若一半薄弱区开裂，另一半也同时开裂，从而使薄弱区位置四瓣同时开裂，同时，为减小薄膜盖沿其他方向撕裂的可能性，在撕裂线两侧增加四片加强片，使得撕裂线两侧增强；为了满足薄膜盖内部承压要求，薄膜区还增加一层辅助层起加强作用；此外，在基体层的内表面粘贴有铝箔作为屏蔽层。中国专利文献(公开号CN102313491A)公开了一种整体顶破式复合材料发射箱及其制作方法。该发明涉及一种导弹发射井用箱盖，尤其涉及一种整体顶破式复合材料发射箱盖及其制作方法。包括框体：所述的框体成八角形，盖板于框架的形状相互配合并安装在框架上。

在民用方面：雷诺F1赛车R26的承载式车身由碳纤维材料和铝制蜂巢复合材料制成，专为以最轻重量赢得最大强度和硬度而设计。而其他位置，例如空气动力学连接处、悬挂等处都是易碎材料设计。当赛车以高速碰撞时，车体将产生大量的碎片，目的是将碰撞瞬间产生的巨大动能分散到碎片中，以减少车手受到的冲击力，提高安全系数，所以赛车高速碰撞后赛车手仅仅受到一些轻伤，避免了车毁人亡现象的发生。在路侧标志设置方面上，路侧解体消能设施设计理念的原则是减小路侧设施构造物的刚度，当失控车辆撞上此类路侧设施构造物的杆柱时，杆柱能够发生解体、变形、断裂，从而减小因车与杆柱相撞产生的作用于失控车辆的动能，实现降低此类交通事故对车与乘客伤害的严重程度。在被撞区采用易碎复合材料结构，可承受一定的风载和冰载，但受到撞击时瞬间破碎，使车辆通过，从而降低甚至避免灾祸的发生。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种定向破碎复合板材，以克服现有技术存在的缺陷。

本实用新型解决其技术问题采用以下的技术方案：

本实用新型提供的定向破碎复合材料板材，其以玻璃纤维酚醛树脂预浸料为主体材料制成，在板材的中部区域设置为有环向圆形邮票孔的薄弱区和无邮票孔的加强区，板材的厚度为3～10mm，每层预浸料厚度为0.15～0.35mm，模压时自上而下铺叠，模压成型压力为10～30MPa，板材受特定力作用会定向破碎。

所述薄弱区的环向圆形邮票孔层数可以为3～10层。每层环向圆形邮票孔排布间距为3～10cm，孔径为6～10cm，孔与孔之间的间距为5～8cm。

本实用新型与现有技术相比具有以下主要的优点：

其一.具有普通复合板材所不具备的优点：