结构板、结构系统及形成结构板的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种结构板，该结构板包括：第一外部片材和第二外部片材，所述第一外部片材和所述第二外部片材包括多边形形状；核心布置，该核心布置夹在所述第一外部片材和所述第二外部片材之间；所述核心布置包括邻近彼此布置的两个或多个离散构件，所述离散构件的形状或结构设置为减少所述核心布置内的裂纹萌生和扩展。

【技术实现步骤摘要】
结构板、结构系统及形成结构板的方法
本专利技术涉及一种结构板，特别是作为夹层结构的多层结构板。本专利技术涉及一种结构系统，该结构系统包括耦合在一起的多个结构板，本专利技术还涉及一种用于形成结构板的方法。
技术介绍
结构板在各种应用中广泛使用，例如建设，建筑应用，公路建设，航空航天行业等。铝夹层板是广泛使用的结构板的一个例子。铝夹层板在运输和建筑应用中广泛使用，因为与实心单块铝片或铝块相比，它们的刚度重量比被提高。铝夹层板的典型例子由两块铝片和蜂窝核心组成。这种板材是一种高效设计，因为它在使板材重量最小化的同时提供了刚度。但是，蜂窝结构和包括蜂窝核心的板材制造成本昂贵。由于带有蜂窝核心的铝板成本增加，重量轻盈，这种板材在首要设计因素为降低重量的特殊行业中使用，例如航空航天行业。在其他应用中，使用各种其他核心结构。作为蜂窝核心板材的廉价替代品，使用其他核心结构，例如波纹板和波纹带。为了解决当前结构板所存在的问题，或者至少为公众提供一种有用的替代选择，寻求替代结构板和包括多个结构板的结构系统。
技术实现思路
根据第一个方面，本专利技术涉及一种结构板，该结构板包括：第一外部片材和第二外部片材，所述第一外部片材和所述第二外部片材包括多边形形状；核心布置，该核心布置夹在所述第一外部片材和所述第二外部片材之间；所述核心布置包括邻近彼此布置的两个或多个离散构件，所述离散构件的形状或结构设置为减少所述核心布置内的裂纹萌生和扩展。在某些配置中，所述核心布置的结构设置为减少所述核心布置内的应力集中位置的数量。在某些配置中，所述两个或多个离散构件的形状或结构设置为向所述结构板提供机械强度，并且所述结构板基本上是抗裂纹扩展的。在某些配置中，所述核心布置包括多个离散构件层，所述核心布置包括至少第一离散构件层和至少第二离散构件层，所述第一离散构件层堆叠在所述第二离散构件层之上。在某些配置中，所述离散构件是细长的管子，所述管子彼此相同并且形状为圆柱形，并且所述第一外部片材和所述第二外部片材的形状为矩形，所述管子包括圆形横截面。在某些配置中，所述第一外部片材和所述第二外部片材由金属或合金形成，所述管子由金属或合金形成。在某些配置中，所述第一外部片材，所述第二外部片材和所述管子由铝或铝合金形成。在某些配置中，所述第一外部片材，所述第二外部片材和所述管子由“O”退火状态的1100铝合金形成。在某些配置中，所述第一外部片材和所述第二外部片材的厚度为0.2mm至0.7mm之间，所述第一外部片材和所述第二外部片材具有恒定厚度。在某些配置中，所述管子的外横截面直径为0.5mm至5.5mm之间，所述管子的壁厚为0.15mm至0.6mm之间，所述管子具有恒定壁厚。在某些配置中，所述管子互相连接，所述管子进一步连接至所述第一外部片材和所述第二外部片材。在某些配置中，所述管子通过丙烯酸基粘合剂连接在一起，所述管子通过丙烯酸基粘合剂与所述第一外部片材和所述第二外部片材连接，所述粘合剂以直径为0.5mm至3.5mm的斑点的形式施用，所述粘合剂斑点在所述管子上均匀隔开。在某些配置中，所述丙烯酸基粘合剂是乙基2-氰基丙烯酸酯。根据第二个方面，本专利技术涉及一种结构系统，该结构系统包括：两个或多个结构板，一个或多个耦合器将所述两个或多个结构板耦合在一起；每个结构板包括第一外部片材、第二外部片材、以及夹在所述第一外部片材和所述第二外部片材之间的核心布置；所述核心布置包括邻近彼此布置的两个或多个离散构件，所述离散构件的形状或结构设置为减少所述核心布置内的裂纹萌生和扩展。在某些配置中，所述核心布置包括多个离散构件层，所述核心布置包括至少第一离散构件层和至少第二离散构件层，所述第一离散构件层堆叠在所述第二离散构件层之上。在某些配置中，所述离散构件是细长的管子，所述管子彼此相同并且形状为圆柱形，并且所述第一外部片材和所述第二外部片材的形状为矩形，所述管子包括圆形横截面。在某些配置中，所述第一外部片材和所述第二外部片材的厚度为0.2mm至0.7mm之间，所述第一外部片材和所述第二外部片材具有恒定厚度，所述管子的外横截面直径为0.5mm至5.5mm之间，所述管子的壁厚为0.15mm至0.6mm之间，所述管子具有恒定壁厚。在某些配置中，所述一个或多个耦合器配置为将第一结构板的核心布置与第二结构板的核心布置互相连接，所述耦合器通过粘合剂与每个核心布置结合。在某些配置中，所述一个或多个耦合器是耦合管，每个耦合管对应于所述第一结构板的核心布置和所述第二结构板的核心布置内的管子，每个耦合管插入到所述第一结构板的核心布置的管子中并插入到所述第二结构板的核心布置的管子中，由此所述第一结构板和所述第二结构板耦合在一起。在某些配置中，所述耦合管包括圆形横截面，其中所述耦合管的外径小于所述第一结构板的核心布置的管子的内径，所述耦合管的外径小于所述第二结构板的核心布置的管子的内径。在某些配置中，所述结构板配置为和第一方面中的任意一个实施方式相同。在一种实施方式中，所述耦合管是带角度的，带角度的所述耦合管配置为以互相形成一个角度耦合所述第一结构板和所述第二结构板。根据第三个方面，本专利技术涉及一种用于形成结构板的方法，该方法包括：提供第一外部片材；提供第二外部片材；提供核心布置，所述核心布置包括多个管子，所述管子互相结合，所述管子结合至所述第一外部片材和所述第二外部片材；结构组件和所述核心布置的结构设置为减少所述核心布置内的应力集中位置的数量，所述多个管子的形状和结构设置为向所述结构系统提供机械强度，并且所述结构系统基本上是抗裂纹扩展的。在某些配置中，所述方法还包括：形成所述第一外部片材、形成所述第二外部片材、以及形成所述多个管子。在某些配置中，所述第一外部片材和所述第二外部片材通过压制工艺形成，所述多个管子通过拉拔或挤出工艺形成。在某些配置中，所述方法包括将所述多个管子中的每一个与一个或多个相邻的管子结合、将所述多个管子中的每一个与所述第一外部片材结合、以及将所述多个管子中的每一个与所述第二外部片材结合。根据第四个方面，本专利技术涉及一种结构板的核心布置，该核心布置包括：邻近彼此布置的多个细长的中空管子，所述管子互相结合；所述管子布置在一层或多层中，所述管子具有圆形横截面。在某些配置中，所述管子的外横截面直径为0.5mm至5.5mm之间，所述管子的壁厚为0.15mm至0.6mm之间，所述管子具有恒定壁厚，并且所述管子的形状为圆柱形。在某些配置中，所述核心布置包括第一管子层和第二管子层，所述第一管子层垂直于所述第二管子层布置，并且其中所述第一管子层利用粘合剂结合至所述第二管子层。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术提供了一种用于形成结构板的方法，该方法包括：提供第一外部片材；提供第二外部片材；提供核心布置，所述核心布置包括多个管子，所述管子只与所述外部片材结合，而不互相结合；结构组件和所述核心布置的结构设置为减少所述核心布置内的应力集中位置的数量，所述多个管子的形状和结构设置为向所述结构系统提供机械强度，并且所述结构系统基本上是抗裂纹扩展的。在一种实施方式中，所述方法还包括：形成所述第一外部片材、形成所述第二外部片材、以及形成所述多个管子。在一种实施方式中，所述方法包括将所述多个管子中的每一个与一个或多个相邻的管子结合、将所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种结构板，该结构板包括：第一外部片材和第二外部片材，所述第一外部片材和所述第二外部片材包括多边形形状；核心布置，该核心布置夹在所述第一外部片材和所述第二外部片材之间；所述核心布置包括邻近彼此布置的两个或多个离散构件，所述离散构件的形状或结构设置为减少所述核心布置内的裂纹萌生和扩展。

【技术特征摘要】
2016.04.13 US 15/097,5571.一种结构板，该结构板包括：第一外部片材和第二外部片材，所述第一外部片材和所述第二外部片材包括多边形形状；核心布置，该核心布置夹在所述第一外部片材和所述第二外部片材之间；所述核心布置包括邻近彼此布置的两个或多个离散构件，所述离散构件的形状或结构设置为减少所述核心布置内的裂纹萌生和扩展。2.根据权利要求1所述的结构板，其中所述核心布置的结构设置为减少所述核心布置内的应力集中位置的数量。3.根据权利要求2所述的结构板，其中所述两个或多个离散构件的形状或结构设置为向所述结构板提供机械强度，并且所述结构板基本上是抗裂纹扩展的。4.根据权利要求1所述的结构板，其中所述核心布置包括多个离散构件层，所述核心布置包括至少第一离散构件层和至少第二离散构件层，所述第一离散构件层堆叠在所述第二离散构件层之上。5.根据权利要求1所述的结构板，其中所述离散构件是细长的管子，所述管子彼此相同并且形状为圆柱形，并且所述第一外部片材和所述第二外部片材的形状为矩形，所述管子包括圆形横截面。6.根据权利要求1所述的结构板，其中所述第一外部片材和所述第二外部片材由金属或合金形成，所述管子由金属或合金形成。7.根据权利要求1所述的结构板，其中所述第一外部片材、所述第二外部片材和所述管子由铝或铝合金形成。8.根据权利要求1所述的结构板，其中所述第一外部片材、所述第二外部片材和所述管子由“O”退火状态的1100铝合金形成。9.根据权利要求1所述的结构板，其中所述第一外部片材和所述第二外部片材的厚度为0.2mm至0.7mm之间，所述第一外部片材和所述第二外部片材具有恒定厚度。10.根据权利要求1所述的结构板，其中所述管子的外横截面直径为0.5mm至5.5mm之间，所述管子的壁厚为0.15mm至0.6mm之间，所述管子具有恒定壁厚。11.根据权利要求1所述的结构板，其中所述管子互相连接，所述管子进一步连接至所述第一外部片材和所述第二外部片材。12.根据权利要求1所述的结构板，其中所述管子通过丙烯酸基粘合剂连接在一起，所述管子通过丙烯酸基粘合剂与所述第一外部片材和所述第二外部片材连接，所述粘合剂以直径为0.5mm至3.5mm的斑点的形式施用，所述粘合剂斑点在所述管子上均匀隔开。13.根据权利要求12所述的结构板，其中所述丙烯酸基粘合剂是乙基2-氰基丙烯酸酯。14.一种结构系统，该结构系统包括：两个或多个结构板，一个或多个耦合器将所述两个或多个结构板耦合在一起；每个结构板包括第一外部片材、第二外部片材、以及夹在所述第一外部片材和所述第二外部片材之间的核心布置；所述核心布置包括邻近彼此布置的两个或多个离散构件，所述离散构件的形状或结构设置为减少所述核心布置内的裂纹萌生和扩展。15.根据权利要求14所述的结构板，其中所述核心布置包括多个离散构件层，所述核心布置包括至少第一离散构件层和至少第二离散构件层，所述第一离散构件层堆叠在所述第二离散构件层之上。16.根据权利要求14所述的结构板，其中所述离散构件是细长的管子，所述管子彼此相同并且形状为圆柱形，并且所述第一外部片材和所述第二外部片材的形状为矩形，所述管子包括圆形横截面。17.根据权利要求14所述的结构板，其中所述第一外部片材和所述第二外部片材的厚度为0.2mm至0.7mm之间，所述第一外部片材和所述第二外部片材具有恒定厚度，所述管子的外横截面直径为0.5mm至5.5mm之间，所述管子的壁厚为0.15mm至0.6mm之间，所述管子具有恒定壁厚。18.根据权利要求14所述的结构板，其中所述一个或多个耦合器配置为将第一结构板的核心布置与第二结构板的核心布置互相连接，所述耦合器通过粘合剂与每个核心布置结合。19.根据权利要求14所述的结构板...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖奇略，
申请(专利权)人：香港城市大学，
类型：发明
国别省市：中国香港,81