【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及船舶复合材料结构，具体涉及一种z向增强复合材料夹层板及其制造方法。
技术介绍
1、现有复合材料夹层板结构是一种常用的船舶复合材料结构，由上、下两层面板以及中间与上、下面板胶接的轻质芯材组成。上、下两层面板常采用纤维增强复合材料，轻质芯材常采用泡沫材料。现有复合材料夹层板结构常采用真空袋压成型制造。(详见，中国船级社，材料与焊接规范，2018，北京：人民交通出版社)
2、现有复合材料夹层板结构，由于轻质芯材的压缩模量和强度均较低，导致该结构在厚度方向(即垂直面板方向)力学性能不佳；另外，由于面板和轻质芯材采用胶接连接，载荷较大时面板和芯材易发生脱胶。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是现有的复合材料夹层板存在易脱胶、厚度方向力学性能不佳的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是提供一种z向增强复合材料夹层板，包括上面板、下面板、复合材料腹板和芯材，所述上面板和下面板平行设置，所述复合材料腹板设在上面板和下面板之间且与上面板垂直，所述芯材设在复合材料腹板之间。
3、通过采用上述技术方案，在现有复合材料夹层板中增设复合材料腹板，可以调整复合材料腹板的厚度与间距，在满足重量要求的同时提高厚度方向的力学性能，降低了胶接应力，减少了承受大载荷时的脱胶面积。
4、可选的，所述芯材材质为轻木、pvc(聚氯乙烯)泡沫、pu(聚氨酯)泡沫或pmi(聚甲基丙烯酰亚胺)泡沫。
5、一种如权利要求1所述的z
6、步骤1：制作芯材预成形体
7、将芯材按设计尺寸切割并打通孔，在芯材外包裹腹板纤维增强材料形成芯材预成形体，然后两个相邻的芯材预成形体的腹板纤维增强材料在复合材料腹板位置叠合，形成完整的复合材料腹板纤维增强材料；
8、步骤2：制作芯材预成形体组合体
9、将复合材料紧固杆穿过芯材预成形体的通孔，串起多个芯材预成形体，将复合材料紧固杆从预先放置在芯材预成形体外侧的复合材料靠板处穿出，将放置在复合材料靠板沉孔中的复合材料螺母板与复合材料紧固杆两端的螺纹进行连接；通过复合材料紧固杆、复合材料靠板以及复合材料螺母板将各芯材预成形体在纵向锁紧；复合材料紧固杆紧固结束后，切除复合材料紧固杆突出部分，使用砂纸将毛刺进行打磨，使得复合材料紧固杆和复合材料靠板以及复合材料螺母板保持在同一平面上，最终形成芯材预成形体组合体；
10、步骤3：铺设制造材料
11、在成型模具表面铺覆下面板纤维增强材料，将紧固好的芯材预成形体组合体整体放置在下面板上，并在芯材预成形体组合体的上表面铺覆上面板纤维增强材料，在上面板的上表面铺放脱模布，以便固化后整体脱模，然后在芯材预成形体组合体上表面铺放均压板，同时，在芯材预成形体组合体边缘处铺放维形工装，待均压板及维形工装铺放完毕后，在其上表面铺设导流网、树脂管路、真空管路及真空袋膜等辅材；
12、步骤4：制造z向增强复合材料夹层板
13、通过真空袋压成型工艺完成z向增强复合材料夹层板的制造；固化成型后，脱模、去除维形工装和均压板，得到z向增强复合材料夹层板。
14、可选的，所述上面板、下面板、复合材料腹板、复合材料靠板以及复合材料螺母板均为纤维增强树脂基复合材料制成；纤维增强材料为单向布、方格布、四轴向布、短切毡或复合毡；纤维采用碳纤维、玻璃纤维或多种纤维混杂；树脂选用乙烯基树脂或不饱和聚酯树脂。
15、可选的，所述复合材料紧固杆两端设有螺纹，且其材质为纤维增强树脂基复合材料，成型工艺采用拉挤成型或缠绕成型，纤维增强材料为碳纤维或玻璃纤维；树脂为乙烯基树脂或不饱和聚酯树脂。
16、可选的，所述复合材料靠板成型工艺采用真空导入成型、模压成型或rtm成型工艺。
17、可选的，所述复合材料螺母板为纤维增强树脂基复合材料材质，其成型工艺采用真空导入成型、模压成型或rtm成型，所述复合材料螺母板上设有两个定位销孔和一个内螺纹孔，所述复合材料紧固杆外径与内螺纹孔相匹配。
18、可选的，所述均压板材质选用亚克力板或玻璃；维形工装材质选用钢或铝。
19、综上所述，本专利技术设计一种z向增强复合材料夹层板，在现有复合材料夹层板结构的z方向(即垂直面板方向)增设复合材料腹板，可以调整复合材料腹板的厚度与间距，在满足重量要求的同时提高厚度方向的力学性能；同时增设的复合材料腹板，连接复合材料夹层板结构的上、下面板，分担了一部分原本通过芯材传递的载荷，降低了胶接应力，减少了承受大载荷时的脱胶面积，且本专利技术中的一种z向增强复合材料夹层板结构的制造方法，将各芯材预成形体在纵向锁紧，具有良好的可实施性，使得z向增强复合材料夹层板具有广泛的应用前景。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种Z向增强复合材料夹层板，其特征在于，包括上面板(1)、下面板(2)、复合材料腹板(4)和芯材(3)，所述上面板(1)和下面板(2)平行设置，所述复合材料腹板(4)设在上面板(1)和下面板(2)之间且与上面板(1)垂直，所述芯材(3)设在复合材料腹板(4)之间。
2.根据权利要求1所述的Z向增强复合材料夹层板，其特征在于，所述芯材(3)材质为轻木、PVC(聚氯乙烯)泡沫、PU(聚氨酯)泡沫或PMI(聚甲基丙烯酰亚胺)泡沫。
3.一种如权利要求1所述的Z向增强复合材料夹层板的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的Z向增强复合材料夹层板的制造方法，其特征在于，所述上面板(1)、下面板(2)、复合材料腹板(4)、复合材料靠板(6)以及复合材料螺母板(7)均为纤维增强树脂基复合材料制成；纤维增强材料为单向布、方格布、四轴向布、短切毡或复合毡；纤维采用碳纤维、玻璃纤维或多种纤维混杂；树脂选用乙烯基树脂或不饱和聚酯树脂。
5.根据权利要求3所述的Z向增强复合材料夹层板的制造方法，其特征在于，所述复合材料紧固杆(5)
6.根据权利要求3所述的Z向增强复合材料夹层板的制造方法，其特征在于，所述复合材料靠板(6)成型工艺采用真空导入成型、模压成型或RTM成型工艺。
7.根据权利要求3所述的Z向增强复合材料夹层板的制造方法，其特征在于，所述复合材料螺母板(7)为纤维增强树脂基复合材料材质，其成型工艺采用真空导入成型、模压成型或RTM成型，所述复合材料螺母板(7)上设有两个定位销孔(18)和一个内螺纹孔(19)，所述复合材料紧固杆(5)外径与内螺纹孔(19)相匹配。
8.根据权利要求3所述的Z向增强复合材料夹层板的制造方法，其特征在于，所述均压板(14)材质选用亚克力板或玻璃；维形工装(13)材质选用钢或铝。
...【技术特征摘要】
1.一种z向增强复合材料夹层板，其特征在于，包括上面板(1)、下面板(2)、复合材料腹板(4)和芯材(3)，所述上面板(1)和下面板(2)平行设置，所述复合材料腹板(4)设在上面板(1)和下面板(2)之间且与上面板(1)垂直，所述芯材(3)设在复合材料腹板(4)之间。
2.根据权利要求1所述的z向增强复合材料夹层板，其特征在于，所述芯材(3)材质为轻木、pvc(聚氯乙烯)泡沫、pu(聚氨酯)泡沫或pmi(聚甲基丙烯酰亚胺)泡沫。
3.一种如权利要求1所述的z向增强复合材料夹层板的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的z向增强复合材料夹层板的制造方法，其特征在于，所述上面板(1)、下面板(2)、复合材料腹板(4)、复合材料靠板(6)以及复合材料螺母板(7)均为纤维增强树脂基复合材料制成；纤维增强材料为单向布、方格布、四轴向布、短切毡或复合毡；纤维采用碳纤维、玻璃纤维或多种纤维混杂；树脂选用乙烯基树脂或不饱和聚酯树脂。...
【专利技术属性】
技术研发人员：李江涛，李闯闯，柴朋军，王晓宇，蔡斯渊，彭营豪，吕云飞，王亚朋，徐晋伟，申国兵，刘见华，丁萍，黄剑光，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七○八研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。