[发明专利]具有类仿生爪界面的纤维金属波纹层板一体化制备方法

权利要求书

1.一种具有类仿生爪界面的纤维金属波纹层板一体化制备方法，其特征在于，具体实施步骤如下：

S1、制备金属板和纤维预浸带；

S2、对金属板进行凹槽和微孔加工；

S3、将金属板和纤维预浸带按照金属板-纤维预浸带-金属板的方式进行铺层：

S31、根据制备零件实际服役环境所承担的载荷确定铺层的数量；

S32、将第一层纤维预浸带的下端按着90°铺设在第一金属板的凹槽上，将第(N-1)层纤维预浸带的下端按着90°交替铺设在第一层纤维预浸带的上端，将第N层纤维预浸带的下端按着90°交替铺设在第(N-1)层纤维预浸带的上端，最后将第二金属板铺设在第N层纤维预浸带的上端，得到纤维金属层板，所述纤维金属层板的剪切强度表达式为：

τ_仿＝F/S+τ_啮合

其中，F为力的大小，S为胶接处的面积，τ_啮合为机械啮合所产生的剪切强度；

所述纤维金属层板的剥离强度表达式为：

σ_T仿＝F/(W₀+W₁+W₂+W₃+W₄)+σ_啮合

其中，W₀为金属板减去凹槽的宽度，W₁，W₂，W₃，W₄为凹槽内所铺碳纤维的宽度，σ_啮合为机械啮合所产生的剥离强度；

S4、将纤维金属层板进行预固化：

S41、将纤维增强树脂完全浸润金属板的凹槽；

S42、将纤维金属层板放置真空热压炉中对层板加热至110～130℃，施加的压力为20～30MPa，保温保压时间为3～5min，得到预固化的纤维金属层板；

S5、将预固化的纤维金属层板进行成形固化：

S51、先将固体颗粒介质及成形模具加热至180～200℃，接着将预固化的纤维金属层板放置于成形模具中，对预固化的纤维金属层板进行成形，固化过程中凹槽介于纤维金属层板的波峰与波谷之间；

S52、成形结束后先进行保压在进行降压，将压力降至0MPa，得到具有类仿生爪界面的纤维金属波纹层板。

2.根据权利要求1所述的具有类仿生爪界面的纤维金属波纹层板一体化制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述凹槽的深度为0.4～0.6mm，所述凹槽的宽度为0.4～0.6mm，相邻两凹槽之间的距离为5～10mm。

3.根据权利要求1所述的具有类仿生爪界面的纤维金属波纹层板一体化制备方法，其特征在于，在步骤S32中，所述纤维预浸带的厚度为0.2mm，所述金属板的厚度为1.5mm。

4.根据权利要求1所述的具有类仿生爪界面的纤维金属波纹层板一体化制备方法，其特征在于，在步骤S4中，预固化时的温度为110～130℃，施加压力为20～30MPa，保温保压时间为3～5min。

5.根据权利要求1所述的具有类仿生爪界面的纤维金属波纹层板一体化制备方法，其特征在于，在步骤S5中，以刚性介质作为凸模，以固体颗粒介质作为软凹模。

6.根据权利要求1所述的具有类仿生爪界面的纤维金属波纹层板一体化制备方法，其特征在于，在步骤S5中，成形固化时的温度为180～200℃，保压压力为30～40MPa，保压时间为40～50min。

7.根据权利要求1或者5所述的具有类仿生爪界面的纤维金属波纹层板一体化制备方法，其特征在于，所述固体颗粒介质的直径为0.3～0.8mm。