[实用新型]一种蜂窝夹芯复合材料消声板

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种蜂窝夹芯复合材料消音板。

背景技术

噪音污染是当今世界公认的环境问题，它与空气污染和水污染是当代环境的三大污染源。噪音控制以成为一个有关高科技、环境以及人类协调发展急需解决的重要课题。目前一种新型的消音结构是采用连续纤维面板/蜂窝夹芯结构，其特征是在这个消声板的上面板上有规则分布的孔洞，而与其对称的下面板则致密无孔。这种消声板的消声原理是，通过在面板上规则分布的孔洞将外部声波吸收传导进入蜂窝结构，让声波在蜂窝内部反射、折射、穿过和吸收，而不再通过进入的孔洞传导出去，从而实现结构降噪的目的。

目前常见而通行的开孔技术，或是在面板固化前，用特制的钉子板扎穿面板，制成开孔的面板预制件，然后与蜂窝芯及其对称面一起固化，获得一个面板开孔而另一个面板致密的面板/蜂窝夹心复合材料消声板；或是在已固化的面板/蜂窝夹心复合材料的一个面板上用特制的群钻来机械开孔，获得一个面板开孔而另一个面板致密的面板/蜂窝夹心复合材料消声板。前者保证了大多数纤维体的连续性，没有切断，但面板开孔预制件的平整度差，扎孔处常出现纤维堆积现象；而后者存在连续纤维的切断，而且机械开孔效率低，成本高，污染环境。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有开孔方式的不足，提出一种新型的复合材料消音板结构。本实用新型的技术解决方案是：消声板包括上面板层、附载层、夹心层及下面板层，上面板层为2维3向镂空编织织物，其孔眼边长为0.5mm-3mm，相邻孔眼之间的距离为2mm-5mm，上面板层的厚度为0.5mm-1mm；附载层为1-3层植物纤维织物，厚度为0.1mm-0.3mm；夹心层的蜂窝空格边长为1.5mm-5mm，蜂窝厚度为10mm-30mm,蜂窝的材质包括Nomex纸蜂窝、玻璃纤维蜂窝或铝蜂窝，下面板层为不带孔眼的复合材料面板层，厚度为1.5mm-3mm。

所述的2维3向镂空编织织物所采用的纤维包括碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、植物纤维或混纺纤维。本实用新型采用成熟的编织技术制备2维3向织物制备（Triangle Woven Fabric，TWF），图案归整均匀的六边形点阵开孔结构。这种织物的结构完整而不松散。

本实用新型利用纺织复合材料中纤维束之间的间隙、特别是紧密编织的2维3向织物的典型空心结构，设计形成规则孔洞结构分布的镂空织物；通过成熟的定型处理和树脂预浸，方便地得到镂空织物预浸料，在其上附载本征吸声的植物纤维面料，再通过成熟的共固化或固结技术，或者二次固化或固结技术，得到多层次、多尺度吸声的镂空织物面板/蜂窝夹心结构复合材料消声板。这个技术流程充分整合了相关的成熟技术，实现了低成本的设计、制造和技术集成综合利用。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型2维3向平面织物（TWF）及其镂空图案示意图。

具体实施方式

蜂窝夹芯复合材料消音板包括上面版层1、附载层2、夹芯层3以及下面板层4四部分。其中上面板层1是采用2维3向编织技术制成的镂空织物制成的多孔板，孔眼边长为0.5mm-3mm，相邻孔眼之间的距离为2mm-5mm上面板层的厚度为0.5mm-1mm。附载层2为1-3层具有本征吸音特性的植物纤维薄织物预浸料，总厚度控制在0.1mm-0,3mm之间。夹芯层3为蜂窝结构，蜂窝孔格边长为1.5mm-5mm，蜂窝厚度为10mm-30mm，蜂窝的材质包括Nomex纸蜂窝、玻璃纤维蜂窝、铝蜂窝等，下面板层4为不带孔眼的复合材料面板层，厚度为1.5mm-3mm。

蜂窝夹芯复合材料消音板，其结构设计原理和制造方法如下：

（1）采用2维3向编织技术制造镂空织物，所用的纤维的种类以及纤维的丝束大小没有特别的限制，通过调整所用的纤维束的宽度及编织的参数设置，控制织物的孔眼边长以及相邻孔眼间的距离。

（2）将上述镂空织物采用湿法或热熔法将镂空织物浸渍一定量的热固性或热塑性树脂，制成镂空织物预浸料。

（3）选用1-3层具有本征吸音特性的植物纤维薄织物预浸料，其预浸树脂与该镂空织物预浸料的树脂相容。

将上述镂空织物预浸料、植物纤维预浸料按顺序置于已切好的蜂窝的一个表面上，并在蜂窝的另一个表面上铺放常规的不带孔眼的连续纤维预浸料，必要时可在层间放置胶膜来增加界面粘接强度，然后对该蜂窝夹芯组合件进行固化作业，得到2维3向镂空织物/蜂窝夹心结构复合材料消声板。