[发明专利]一种带内部加强筋的蜂窝夹层结构制造方法

说明书

技术领域

本发明属于飞机结构设计领域，具体涉及一种带内部加强筋的蜂窝夹层结构制造方法。

背景技术

蜂窝夹芯结构是由上、下面板和孔状蜂窝夹芯构成的轻质结构材料，具有比强度、比刚度大，吸能减振、隔音隔热性好等优异性能，因而在航空、航天、船舶、汽车、建筑包装等领域得到了越来越广泛的应用。对蜂窝夹芯结构力学性能的研究也受到了工程与学术领域的广泛关注。采用蜂窝结构可以大大减轻这些交通工具、设备设施的重量，同时作为地板、门板、墙饰等内部结构使用时可以起到隔音和减震的作用。比如随着蜂窝结构的制备工艺逐级趋于成熟，制造成本明显降低，飞机内饰板采用蜂窝板，不但能隔音降噪，还起到了明显的减重效果。汽车行业应用蜂窝结构吸能的特点，当发生交通事故的时候可以大幅降低对乘客的危害。包装行业采用蜂窝纸板代替传统的塑料包装和纸板包装。真正做到了节能环保。

蜂窝夹层结构用做飞机舱门隔断，可以起到良好的隔音降噪效果，但是如果用于货舱的隔断，还要考虑货舱内货物系留装置失效后，蜂窝夹层结构可能面临较大能量的低速冲击，容易造成蜂窝芯压溃从而整个结构失效。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带内部加强筋的蜂窝夹层结构制造方法，克服或减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

本发明的目的通过如下技术方案实现：一种带内部加强筋的蜂窝夹层结构制造方法，包括如下步骤，

步骤一：构建带内部加强筋的蜂窝夹层结构数字模型，在纯蜂窝夹层结构数字模型中嵌装纵横相交的加强筋模型，该纯蜂窝夹层结构数字由上面板模型、下面板模型以及两者夹装的蜂窝芯模型构成，并在周圈灌注填充胶模型，加强筋模型设置于蜂窝芯模型内部；

步骤二：根据承载情况和优化计算的结果，得出加强筋的所需间距；

步骤三：按照该计算出的间距在蜂窝芯之间布置加强筋，再在该蜂窝芯上下表面铺贴玻璃织物，进行热压成型，并在成型后的结构周圈灌注填充胶，形成所需的带内部加强筋的蜂窝夹层结构。

优选地是，所述加强筋的截面形状为T形、J形、工形、帽形或者口字形中的任意一种或者多种的组合。

优选地是，所述步骤一通过有限元构建模型，其中所述上下面板模型为各向同性等厚度层，所述蜂窝芯模型等效为正交各向异性的均匀连续体，所述加强筋模型采用梁单元模拟，并通过节点重合方式与所述蜂窝芯模型连接。

本发明所提供的一种带内部加强筋的蜂窝夹层结构制造方法的有益效果在于，通过在蜂窝夹层结构内部布置加强筋，提高结构的整体刚度，增强抵抗外部冲击的能力，解决蜂窝夹层结构面外承载不佳的问题。

附图说明

图1为本发明带内部加强筋的蜂窝夹层结构的结构示意图；

图2为本发明带内部加强筋的蜂窝夹层结构侧向隔断示意图。

附图标记：

1-上面板、2-蜂窝芯、3-下面板、4-填充胶、5-加强筋。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图对本发明的带内部加强筋的蜂窝夹层结构制造方法做进一步详细说明。

如图1和图2所示，一种带内部加强筋的蜂窝夹层结构制造方法，包括如下步骤。

步骤一：采用有限元建模的方法构建带内部加强筋的蜂窝夹层结构数字模型，在纯蜂窝夹层结构数字模型中嵌装纵横相交的加强筋5模型，该纯蜂窝夹层结构数字由上面板1模型、下面板3模型以及两者夹装的蜂窝芯2模型构成，并在周圈灌注填充胶4模型，加强筋5模型设置于蜂窝芯2模型内部，将内部蜂窝芯模型分隔成很多部段，需要说明的是，使用层合板理论对结构进行简化，即把上、下面板认为是各向同性等厚度层，蜂窝芯等效为正交各向异性的均匀连续体，芯子材料的弹性模量、剪切模量和泊松比选择可以查到的。然而对于带内部加强筋的蜂窝夹层结构，必须考虑加强筋的等效简化。在建立有限元模型时，加强筋采用梁单元模拟，并通过节点重合方式与蜂窝芯2模型连接，其余与纯蜂窝夹层结构建模相同。