[发明专利]一种中空金字塔型点阵夹芯板及其嵌锁制备方法

说明书

一种中空金字塔型点阵夹芯板及其嵌锁制备方法，它涉及一种空心桁架点阵夹芯板及其制备方法。现有的中空金字塔型点阵夹芯板的制备步骤繁琐且成本较高，零部件组装时需要精密配合且面板重，无法形成大尺寸多单胞的夹芯结构。本发明中的上面板和下面板从上至下依次水平并列设置，芯子设在上面板和下面板之间，芯子包括多个单胞，两个第一带狭槽圆柱管体和两个第二带狭槽圆柱管体交替设置在X形连接片的下方；本发明中的制备方法包括四个步骤，分别为步骤一：制作上面板和下面板；步骤二：拼装X形连接片；步骤三：拼接中空芯杆；步骤四：焊接工作。本发明用于低成本制备大尺寸多单胞点阵夹芯板。

技术领域

本发明涉及一种中空金字塔型点阵夹芯板及其制备方法，属于航天航空技术领域。

背景技术

当今对节能减排的推广和要求越来越高，节能减排的目的已渗透到很多行业中，其中轻质高强金属夹层结构已被广泛地设计、制造和应用于对重量敏感的应用中，该类结构由薄而刚硬的面板和低密度芯体两部分组成。以金字塔型点阵结构为代表微点阵桁架是当今的研究热点，并且其开放的内部空间易于集成多功能特性。特别地，桁架的中空化可以显著地提高实心杆件抗弹性或非弹性屈曲的能力，可以明显缓解低密度桁架结构常见的后屈曲软化现象，使芯杆具有较高的后屈曲残余强度，并且具有更优的比吸能特性。过去的十年里关于金属点阵桁架材料的研究主要集中在实心桁架点阵方面。而现有的关于中空桁架点阵的力学试验数据极少，这主要是因为相应的制备技术稀缺并且方法复杂，现有制备中空金字塔型点阵夹芯板的方法迄今为止也只有两种，分别为圆管线组装结点折叠法以及插管法。前者热处理流程复杂并且芯杆与结点处的均存在大量的形貌缺陷，严重影响了结构的综合力学性能；而后者相较于前者显著提升了结构的综合力学性能，但钎焊流程繁琐且焊料用量大，增加了制备成本，此外，该方法要求较高的精密加工方法，零部件组装时需要精密配合且面板重，无法形成大尺寸多单胞的夹芯结构。因此现有的制备方法严重制约了中空金字塔型点阵夹芯板的发展和产业化应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种中空金字塔型点阵夹芯板及其嵌锁制备方法，以解决现有的中空金字塔型点阵夹芯板的制备步骤繁琐且成本较高，零部件组装时需要精密配合且面板重，无法形成大尺寸多单胞的夹芯结构的问题。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种中空金字塔型点阵夹芯板，它包括上面板、下面板和芯子，所述上面板和下面板从上至下依次水平并列设置，所述芯子设置在上面板和下面板之间，所述芯子包括多个单胞，每个单胞包括X形连接片的外露段、两个第一带狭槽圆柱管体和两个第二带狭槽圆柱管体，两个第一带狭槽圆柱管体和两个第二带狭槽圆柱管体交替设置在X形连接片的下方，每个第一带狭槽圆柱管体的上端与X形连接片的外露段相嵌锁且该个第一带狭槽圆柱管体上端与上面板相贴紧，每个第二带狭槽圆柱管体的上端与X形连接片的外露段相嵌锁且该个第二带狭槽圆柱管体的上端与上面板相贴紧；

X形连接片包括上组成片和下组成片，上组成片的底部加工有一个第一竖直插缝和两个第一连接槽口，两个第一连接槽口对称排列于第一竖直插缝的两侧，每个第一连接槽口处对应连接有一个第一带狭槽圆柱管体，每个第一带狭槽圆柱管体的下端面与下面板相接触；下组成片的顶部加工有与第一竖直插缝相配合的第二竖直插缝，下组成片的底部加工有两个第二连接槽口，两个第二连接槽口对称排列于第二竖直插缝的两侧，每个第二连接槽口处对应连接有一个第二带狭槽圆柱管体，每个第二带狭槽圆柱管体的下端面与下面板相接触。

一种中空金字塔型点阵夹芯板，进一步优选方案为：上组成片通过第一竖直插缝与下组成片的第二竖直插缝嵌锁连接。

一种中空金字塔型点阵夹芯板，进一步优选方案为：第一带狭槽圆柱管体的结构和第二带狭槽圆柱管体的结构相同，每个第一带狭槽圆柱管体的顶部与第一连接槽口嵌锁连接，每个第一带狭槽圆柱管体倾斜设置在上面板和下面板之间；每个第二带狭槽圆柱管体的顶部与第二连接槽口嵌锁连接，每个第二带狭槽圆柱管体倾斜设置在上面板和下面板之间。