一种带内部加强筋的蜂窝夹层结构制造方法技术

本发明专利技术提供一种带内部加强筋的蜂窝夹层结构制造方法，步骤如下：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；根据承载情况和优化计算的结果，得出加强筋(5)的所需间距；按照该计算出的间距在蜂窝芯(2)之间布置加强筋(5)，再在该蜂窝芯(2)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(4)，形成所需的带内部加强筋的蜂窝夹层结构。本发明专利技术所提供的方法，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。

【技术实现步骤摘要】
一种带内部加强筋的蜂窝夹层结构制造方法
本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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为本专利技术带内部加强筋的蜂窝夹层结构的结构示意图；图2为本专利技术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专利技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，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，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。下面结合附图对本专利技术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。步骤二：根据承载情况和优化计算的结果，得出加强筋5的所需间距。加强筋的布置间距通常需要根据计算确定，如果布置区域可能遭受较大的冲击载荷，加强筋就要布置的相对密一些；如果冲击载荷较小或者没有冲击载荷，加强筋可以布置的稀疏一些或者不用布置。一般地，加筋越密集，抗载能力越强，但同时整个部件的重量也增大了。从提高冲击力和控制重量两方面综合考虑，对于1米×1米的部件，布置3～4段加强筋是比较合理的。其中加强筋5的截面形状能够根据需要选择T形、J形、工形、帽形或者口字形等中的一种或者多种的组合。其中T形筋条结构简单，重量轻，模具加工方便、模块数量少，固化后便于脱模，容易成形，缺点是惯性矩低，筋条容易失稳。J形筋条较大的提高了筋条的总体失稳应力，但由于结构不对称，剖面形心不在筋条腹板对称面，容易扭转。工形筋条，有较大的惯性矩，改善了筋条失稳特性，且结构对称，扭转刚度也较大，但铺贴起来不方便，模具复杂程度也大大增加。帽型筋条的切面尺寸较大，其两边与蒙皮相连形成一个闭合切面，具有很高的受压稳定性，可以承受重载。这种筋条为封闭结构，开敞性差，内部缺陷不易检查，内腔容易积液，与肋或框的连接也较困难。口字型筋条结构对称，模具加工较易，承载性好，铺贴方便。步骤三：按照该计算出的间距在蜂窝芯2之间布置加强筋5，再在该蜂窝芯2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4，形成所需的带内部加强筋的蜂窝夹层结构。下面通过一实例说明。在飞机驾驶舱与货舱的隔断上采用本专利技术的带内部加强筋的蜂窝夹层结构，隔断高度1.8米，宽度1.1米。蜂窝夹层结构周圈灌注填充胶4，再与外部连接结构连接，采用口字形加强筋5，加强筋5布置间距0.38米。经建模计算，结果表明，带内部加强筋的蜂窝夹层隔断比纯蜂窝结构增重13％，但承受面外冲击的破坏载荷比纯蜂窝结构提高28％。以上所述，仅为本专利技术的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带内部加强筋的蜂窝夹层结构制造方法，其特征在于，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(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；步骤二：根据承载情况和优化计算的结果，得出加强筋(5)的所需间距；步骤三：按照该计算出的间距在蜂窝芯(2)之间布置加强筋(5)，再在该蜂窝芯(2)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(4)，形成所需的带内部加强筋的蜂窝夹层结构。

【技术特征摘要】
1.一种带内部加强筋的蜂窝夹层结构制造方法，其特征在于，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(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；步骤二：根据承载情况和优化计算的结果，得出加强筋(5)的所需间距；步骤三：按照该计算出的间距在蜂窝芯(2)之间布置加强筋(5)，再在该蜂窝芯(2)上下表面铺贴玻璃织物，进行热压...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宇峰，李钢，范林，刘叶，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61