一种泡沫填充复合材料三维拉胀结构一体化制备方法技术

本发明专利技术提供一种泡沫填充复合材料三维拉胀结构一体化制备方法，由VARI工艺一体成型制作而成，该结构由多个具有拉胀特性且结构相同的单元体组成，所述单元体为三维双箭头型负泊松比结构，由上下两部分构成，上部由纤维织物铺设为夹角较大的箭头，下部则由纤维织物铺设为夹角较小的箭头。本发明专利技术突破传统三维双箭头负泊松比结构用模压法制成波纹板试件，再使用雕刻机切割后嵌锁成型的工艺流程，采用一种基于VARI工艺的泡沫填充复合材料三维拉胀结构一体化制备方法代替嵌锁工艺制备方法，从而使三维双箭头结构结构在缓冲、减震、吸能中的弹性变形更大，表现更为优异。表现更为优异。表现更为优异。

【技术实现步骤摘要】
一种泡沫填充复合材料三维拉胀结构一体化制备方法


[0001]本专利技术涉及一种一体化制备方法，尤其涉及一种泡沫填充复合材料三维拉胀结构一体化制备方法。

技术介绍

[0002]纤维增强复合材料作为一种先进复合材料具有质量轻、比强度高、比模量大、可设计性强等优点，被广泛应用于航空航天、建筑、海洋、水工结构等领域。纤维增强复合材料可以满足现代结构向大跨、高耸、重载、轻质高强以及在恶劣条件下工作发展的需要，同时也能满足现代建筑施工工业化发展的要求。目前双箭头负泊松比结构已经被广泛研究及使用。传统双箭头拉胀结构主要是由模压法制成波纹板结构，并使用切割机切割，通过嵌锁工艺结合，形成三维双箭头结构，而嵌锁结构并不能在胶粘过程中维持结构所需角度，且在压缩拉伸过程中容易出现脱胶现象。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了超越传统三维双箭头结构的弹性变形能力，在冲击载荷中起到更好的吸能效果而提供一种泡沫填充复合材料三维拉胀结构一体化制备方法。
[0004]本专利技术的目的是这样实现的：
[0005]一种泡沫填充复合材料三维拉胀结构，由VARI工艺一体成型制作而成，该结构由多个具有拉胀特性且结构相同的单元体组成，所述单元体为三维双箭头型负泊松比结构，由上下两部分构成，上部由纤维织物铺设为夹角较大的箭头，下部则由纤维织物铺设为夹角较小的箭头。
[0006]本专利技术的泡沫填充复合材料三维拉胀结构还可以包括：
[0007]所述纤维织物为玻璃纤维材料。
[0008]一种泡沫填充复合材料三维拉胀结构一体化制备方法，包括如下步骤：
[0009](1)根据需求计算单元体尺寸，制作单元体内部填充泡沫；
[0010](2)选取性能合适的纤维织物作为原料；
[0011](3)将纤维织物裁剪成为合适尺寸并铺设在泡沫上所加工出的凹形槽内；
[0012](4)将泡沫堆叠摆放并做成泡沫填充复合材料结构；
[0013](5)将所制成的泡沫面板四周及上下表面压上平板，放入真空袋中抽真空并静置观察真空袋是否漏气。
[0014](6)使用VARI技术进行成型固化，脱模后即为基于VARI工艺的泡沫填充复合材料三维拉胀单层板结构。
[0015](7)将基于VARI工艺的泡沫填充复合材料三维拉胀单层板结构进行堆叠、胶粘，固化后即为所述一种基于VARI工艺的泡沫填充复合材料三维拉胀结构。
[0016]本专利技术泡沫填充复合材料三维拉胀结构一体化制备方法还可以包括：
[0017]所述泡沫由上下两部分组成，且泡沫上下及四周贴合面形状相同；
[0018]所述泡沫表面凹槽的尺寸恰好等于纤维织物的尺寸且泡沫表面的凹槽起到导流槽的作用。
[0019]本专利技术提出一种基于VARI工艺的泡沫填充复合材料三维拉胀结构，不同于传统三维双箭头拉胀结构由嵌锁工艺制成，本专利技术中的三维双箭头拉胀结构由VARI工艺一体成型，并由于内部的泡沫支撑，此种单元结构可增大三维双箭头结构在受到冲击载荷时的弹性变形，达到更好的缓冲减振效果，本专利技术的主要特点体现在：
[0020]1.此种具有拉胀特性的泡沫夹芯板结构由多个具有拉胀特性且结构相同的单元体组成；所述单元体为泡沫填充复合材料三维双箭头型负泊松比结构；所述具有拉胀特性的泡沫夹芯板缓冲结构由泡沫填充三维双箭头单胞构成，克服了二维双箭头结构的面外强度低的缺点，使结构更加完整稳定。所述结构在承受拉伸压缩载荷时，可通过其双箭头型负泊松比结构的单元体变形，达到单元膨胀的效果，且由于泡沫填充了三维拉胀结构的间隙，使得整个结构具有更加优异的力学性能，从而起到缓冲吸能的作用。
[0021]2.所述结构为泡沫填充复合材料三维拉胀结构，其尺寸可根据需求通过计算各行各列所需单元体进行制造；
[0022]3.所述单元体为三维双箭头型负泊松比结构，其在承受拉伸压缩载荷时，可实现结构膨胀的功能，从而起到缓冲吸能的作用。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0024]突破传统三维双箭头负泊松比结构用模压法制成波纹板试件，再使用雕刻机切割后嵌锁成型的工艺流程，采用一种基于VARI工艺的泡沫填充复合材料三维拉胀结构一体化制备方法代替嵌锁工艺制备方法，从而使三维双箭头结构结构在缓冲、减震、吸能中的弹性变形更大，表现更为优异。
附图说明
[0025]图1是本专利技术的夹角较大的泡沫芯子示意图；
[0026]图2是本专利技术的夹角较小的泡沫芯子示意图；
[0027]图3是本专利技术的夹角较大的泡沫芯子边界示意图；
[0028]图4是本专利技术的四角泡沫芯子示意图，该图尺寸即夹角较大的泡沫芯子示意图的四分之一模型；
[0029]图5是本专利技术的结构装配过程示意图；
[0030]图6是本专利技术的基于VARI工艺的泡沫填充复合材料三维拉胀单层板结构成型示意图；
[0031]图7是本专利技术的基于VARI工艺的泡沫填充复合材料三维拉胀结构示意图。
具体实施方式
[0032]下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。
[0033]本专利技术一种泡沫填充复合材料三维拉胀结构的第一种实施方式，由VARI工艺一体成型制作而成，该结构由多个具有拉胀特性且结构相同的单元体组成，所述单元体为三维双箭头型负泊松比结构，由上下两部分构成，上部由纤维织物铺设为夹角较大的箭头，下部则由纤维织物铺设为夹角较小的箭头；
[0034]本专利技术的一种泡沫填充复合材料三维拉胀结构的第二种实施方式是在第一种实施方式的基础上，纤维织物采用玻璃纤维材料。
[0035]图1为本专利技术的夹角较大的泡沫芯子示意图。其中H为单胞结构高度，也决定了此单胞结构所在的芯层高度，L1为单胞结构上表面尺寸，也决定了此双箭头结构上层面板尺寸，L2为单胞结构下表面尺寸，h由纤维铺层厚度决定，由于双箭头结构由两层波纹板组成，在泡沫加工过程中需要为下层夹角较小的泡沫芯子留出适当空间。图中给出的泡沫芯子是以L1、L2、H、H2、h和t为变量，设计出夹角较大的泡沫芯子单胞结构。
[0036]图2为本专利技术的夹角较小的泡沫芯子示意图。其中H2为单胞结构高度，也决定了此双箭头结构下层的芯层高度，L1为单胞结构上表面尺寸，通常该尺寸与上层面板尺寸相同，L2为单胞结构下表面尺寸，h由纤维铺层厚度决定，由于泡沫填充复合材料三维拉胀结构内部需由泡沫紧密填充，故在泡沫加工过程中需与夹角较大的泡沫芯子下层空胞尺寸完全相同。图中给出的泡沫芯子是以L1、L2、H2、h2和t为变量，设计出夹角较小的泡沫芯子单胞结构。
[0037]参见图1和图2，单胞结构相对密度可通过调整任意参数进行设计，图1和图2中给出的夹角较大的泡沫芯子示意图是以L1、L2、H、H2、h和t为变量，设计出的两种夹角不同的泡沫填充复合材料波纹板结构。将两种夹角不同的泡沫填充波纹板装配可得到双箭头单胞结构。将单胞与泡沫芯子边界和四角泡沫芯子装配固定制备的泡沫填充复合材料三维拉胀结构如图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种泡沫填充复合材料三维拉胀结构，其特征在于，由VARI工艺一体成型制作而成，该结构由多个具有拉胀特性且结构相同的单元体组成，所述单元体为三维双箭头型负泊松比结构，由上下两部分构成，上部由纤维织物铺设为夹角较大的箭头，下部则由纤维织物铺设为夹角较小的箭头。2.根据权利要求1所述的一种泡沫填充复合材料三维拉胀结构，其特征在于，所述纤维织物为玻璃纤维材料。3.一种泡沫填充复合材料三维拉胀结构一体化制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)根据需求计算单元体尺寸，制作单元体内部填充泡沫；(2)选取性能合适的纤维织物作为原料；(3)将纤维织物裁剪成为合适尺寸并铺设在泡沫上所加工出的凹形槽内；(4)将泡沫堆叠摆放并做成泡沫填充复合材料结构；(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨金水，李振羽，王信涛，赵长昊，刘旭畅，钟心圆，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：