一种多层级三明治复合结构及应用该结构的汽车前围板制造技术

本发明专利技术公开了一种多层级三明治复合结构及应用该结构的汽车前围板，该复合机构包括依次连接的上顶板、第一夹心体、中间隔板，第一夹心体包括若干个第一基体，若干个第一基体在水平面上呈周期性阵列排布，所述第一基体由四个第一交叉单元组成，四个第一交叉单元分别沿正方体四个侧面的对角线排列布置，且四个第一交叉单元依次连接并在四个第一交叉单元之间围成第一空腔，相邻两个第一基体之间通过各自的第一交叉单元相连接。该复合结构极大的提高了结构刚度和强度、抗弯性能、抗侵彻性能与异面耐撞性能。第一夹心体为单一层级点阵结构，具有更高的能量吸收能力，且第一空腔具有降噪功能。

A Multilayer Sandwich Composite Structure and Its Application to Automobile Front Panel

【技术实现步骤摘要】
一种多层级三明治复合结构及应用该结构的汽车前围板
本专利技术涉及汽车装备
，更具体的说，是涉及一种多层级三明治复合结构及应用该结构的汽车前围板。
技术介绍
中国的汽车保有量已经非常巨大且正在持续增大。即便如此，中国的人均汽车保有量距离发达国家仍有很大距离，在未来中国工业的发展中，汽车作为支柱产业，仍有非常巨大的增长空间。随着汽车装备领域内各项技术的发展和人民生活水平的不断提高，人们对于乘坐汽车的体验要求日益提高，尤其对于汽车在行驶过程中的平顺性，噪声水平以及安全性等性能有着越来越严格的要求，这也推动着汽车工程师在研发相关零部件时越来越注重高性能与多功能的同步实现。汽车前围板作为发动机舱与车厢之前关键的隔板构件，对发动机噪声阻隔、发动机舱隔热，冲击抗侵彻等方面起到至关重要的作用。因此，汽车装备具有高耐撞性能、高阻隔性能与高抗侵彻性能的前围板部件有着十分重要的意义。然而，目前市场上的大部分汽车前围板结构简单，功能单一，不能有效对汽车在行驶过程中发动机产生的大量噪声与热量进行阻隔，在汽车发生正面冲击事故时也不能满足其在耐撞性和抗侵彻方面的高要求。所以，设计一种结构并将其应用在前围板上，使其能有效阻隔发动机舱产生的噪声和热量的同时也能实现高耐撞性和轻量化的要求，将具有非常重要的应用价值和现实意义。
技术实现思路
本专利技术提供了一种多层级三明治复合结构及应用该结构的汽车前围板，其克服了
技术介绍
的所存在的不足。本专利技术解决其技术问题的所采用的技术方案之一是：一种多层级三明治复合结构，其特征在于：它包括上顶板、第一夹心体、中间隔板、第二夹心体和下底板，第一夹心体固接在上顶板和中间隔板顶面，第二夹心体固接在中间隔板底面和下底板之间，所述第一夹心体包括若干个第一基体，若干个第一基体在水平面上呈周期性阵列排布，所述第一基体由四个第一交叉单元组成，四个第一交叉单元分别沿正方体四个侧面的对角线排列布置，且四个第一交叉单元依次连接并在四个第一交叉单元之间围成第一空腔，相邻两个第一基体之间通过各自的第一交叉单元相连接。一较佳实施例之中：每一第一基体的四个第一交叉单元顶端和底端分别设置为第一连接平面和第二连接平面，通过第一连接平面与上顶板胶粘连接，通过第二连接平面与下底板胶粘连接。一较佳实施例之中：所述第一交叉单元包括两根交叉布置的半圆柱杆体，半圆柱杆体具有与中心轴线相交的外侧面，相邻两个第一基体之间通过各自的第一交叉单元的半圆柱杆体的外侧面贴合在一起，相连接的两个第一交叉单元各自的半圆柱杆体围成一个圆柱体。一较佳实施例之中：所述第二夹心体包括若干个第二基体，若干个第二基体在水平面上呈周期性阵列排布，所述第二基体由四个第二交叉单元组成，四个第二交叉单元分别沿正方体四个侧面的对角线排列布置，且四个第二交叉单元依次连接并在四个第二交叉单元之间围成第二空腔，该第二空腔个数与第一空腔个数相同且一一对应，相邻两个第二基体之间通过各自的第二交叉单元相连接。一较佳实施例之中：所述第二交叉单元包括两个交叉布置的复合杆体，每一复合杆体由若干个纵向叠加的第一基体组成。一较佳实施例之中：所述上顶板开设有第一空腔个数相同且一一对应的上贯穿孔。一较佳实施例之中：所述中间隔板开设有与第二空腔个数相同且一一对应的中间贯穿孔。一较佳实施例之中：所述上贯穿孔与中间贯穿孔同心布置，且所述中间贯穿孔孔径小于上贯穿孔孔径。一较佳实施例之中：所述上顶板包括上下布置的阻隔膜层和铝板层，二者通过胶粘的方式相连接，阻隔膜层有铝箔贴面、聚乙烯薄膜、经纬编织物和金属涂膜通过热熔胶层压而成；所述中间隔板采用铝合金材料制成；所述下底板采用碳纤维材料制成；第一夹心体和第二夹心体均采用不锈钢材料制成。本专利技术解决其技术问题的所采用的技术方案之二是：一种应用上述任意一项所述的多层级三明治复合结构的汽车前围板，其特征在于：所述前围板采用该多层级三明治复合结构制成，且上顶板朝向发动机舱方向，下底板朝向车厢方向。本技术方案与
技术介绍
相比，它具有如下优点：1.该复合结构包括上顶板、第一夹心体、中间隔板、第二夹心体和下底板，相比于单一的铝板，该复合结构极大的提高了结构刚度和强度、抗弯性能、抗侵彻性能与异面耐撞性能。同时，第一夹心体包括若干个第一基体，若干个第一基体在水平面上呈周期性阵列排布，所述第一基体由四个第一交叉单元组成，四个第一交叉单元分别沿正方体四个侧面的对角线排列布置，且四个第一交叉单元依次连接并在四个第一交叉单元之间围成第一空腔，相邻两个第一基体之间通过各自的第一交叉单元相连接。该种第一夹心体为单一层级点阵结构，具有更高的能量吸收能力，且第一空腔具有降噪功能。2.通过第一连接平面与上顶板胶粘连接，通过第二连接平面与下底板胶粘连接，使得第一夹心体与上顶板、第一夹心体与下底板胶粘的面积更大，连接更加牢固。3.第一交叉单元包括两根交叉布置的半圆柱杆体，半圆柱杆体具有与中心轴线相交的外侧面，相邻两个第一基体之间通过各自的第一交叉单元的半圆柱杆体的外侧面贴合在一起，相连接的两个第一交叉单元各自的半圆柱杆体围成一个圆柱体，使得第一夹心体能防止应力集中和产生断裂现象。4.第二夹心体包括若干个第二基体，若干个第二基体在水平面上呈周期性阵列排布，所述第二基体由四个第二交叉单元组成，四个第二交叉单元分别沿正方体四个侧面的对角线排列布置，且四个第二交叉单元依次连接并在四个第二交叉单元之间围成第二空腔，该第二空腔个数与第一空腔个数相同且一一对应，相邻两个第二基体之间通过各自的第二交叉单元相连接。由此可见，第二夹心体的外部结构与第一夹心体相同，具有更高的能量吸收能力，且第二空腔具有降噪功能。5.第二交叉单元包括两个交叉布置的复合杆体，每一复合杆体由若干个纵向叠加的第一基体组成，使得第二夹心体具有多层级点阵结构，每一复合杆体均具有第一空腔，孔隙率增加，有利于噪声在其中通过不断的非集中散射来进行耗散从而达到降噪的效果。从而，使得整个三明治复合结构自上而下形成梯度式渐进，有利于对噪声的逐步吸收，逐步耗散。6.上顶板开设有第一空腔个数相同且一一对应的上贯穿孔，使得外部的噪声可通过上贯穿孔进入至第一夹心体的第一空腔内，具有导入噪声的功能。7.中间隔板开设有与第二空腔个数相同且一一对应的中间贯穿孔，中间贯穿孔上方与第一夹心体的第一空腔相对应，中间贯穿孔下方与第二夹心体的第二空腔相对应，中间贯穿孔能将第一空腔内的噪声导入至第二空腔内，具有导入噪声的功能。8.上贯穿孔与中间贯穿孔同心布置，且所述中间贯穿孔孔径小于上贯穿孔孔径，能够极大地将噪声约束于第一夹心体的第一空腔内和第二夹心体的第二空腔内，防止发动机产生的大量噪声在发动机舱内被不断反射从而加强；同时还能实现对热量的进一步阻隔。9.上顶板包括上下布置的阻隔膜层和铝板层，二者通过胶粘的方式相连接，阻隔膜层有铝箔贴面、聚乙烯薄膜、经纬编织物和金属涂膜通过热熔胶层压而成；阻隔膜对热辐射具有较高的反射作用和良好的阻隔作用，能有效隔绝汽车行驶过程中发动机产生的大量热量，防止发动机舱中的大量热量和废气串入车厢从而对乘员尤其是驾驶员造成影响，另外，能将发动机舱产生的热量有效的隔绝以防止车厢内尤其是汽车前部大量的线束和电路受到影响和干扰，极大地降低了车辆自燃的可能性；且质地轻盈，有利于轻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多层级三明治复合结构，其特征在于：它包括上顶板、第一夹心体、中间隔板、第二夹心体和下底板，第一夹心体固接在上顶板和中间隔板顶面，第二夹心体固接在中间隔板底面和下底板之间，所述第一夹心体包括若干个第一基体，若干个第一基体在水平面上呈周期性阵列排布，所述第一基体由四个第一交叉单元组成，四个第一交叉单元分别沿正方体四个侧面的对角线排列布置，且四个第一交叉单元依次连接并在四个第一交叉单元之间围成第一空腔，相邻两个第一基体之间通过各自的第一交叉单元相连接。

【技术特征摘要】
1.一种多层级三明治复合结构，其特征在于：它包括上顶板、第一夹心体、中间隔板、第二夹心体和下底板，第一夹心体固接在上顶板和中间隔板顶面，第二夹心体固接在中间隔板底面和下底板之间，所述第一夹心体包括若干个第一基体，若干个第一基体在水平面上呈周期性阵列排布，所述第一基体由四个第一交叉单元组成，四个第一交叉单元分别沿正方体四个侧面的对角线排列布置，且四个第一交叉单元依次连接并在四个第一交叉单元之间围成第一空腔，相邻两个第一基体之间通过各自的第一交叉单元相连接。2.根据权利要求1所述的一种多层级三明治复合结构，其特征在于：每一第一基体的四个第一交叉单元顶端和底端分别设置为第一连接平面和第二连接平面，通过第一连接平面与上顶板胶粘连接，通过第二连接平面与下底板胶粘连接。3.根据权利要求1所述的一种多层级三明治复合结构，其特征在于：所述第一交叉单元包括两根交叉布置的半圆柱杆体，半圆柱杆体具有与中心轴线相交的外侧面，相邻两个第一基体之间通过各自的第一交叉单元的半圆柱杆体的外侧面贴合在一起，相连接的两个第一交叉单元各自的半圆柱杆体围成一个圆柱体。4.根据权利要求1或2或3所述的一种多层级三明治复合结构，其特征在于：所述第二夹心体包括若干个第二基体，若干个第二基体在水平面上呈周期性阵列排布，所述第二基体由四个第二交叉单元组成，四个第二交叉单元分别沿正方体四个侧面的对角线排列...

【专利技术属性】
技术研发人员：张勇，王琎，林继铭，余龙，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：福建,35