【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于多功能复合材料，具体涉及一种折纸型复合超材料夹层板。
技术介绍
1、当前科技发展对于材料特征性的要求越来越严格，普遍要求衍代产品的多功能性质，例如：汽车行业寻求更轻质的材料组件代替传统金属或合金部件以实现轻量化节能减排的需求，同时又希望同一种材料或结构拥有足够的刚度强度，并能够实现冲击吸能等其他方面的要求，并且能够实现同一结构具备多项性能承载的可行性以拓宽市场业务需求方向。除此之外，为了进一步节省成本，希望同一种设计思路能够带来不同的反馈模型产品，进而缩短新产品的研发过程和消耗，例如同种设计模型能变成不同的产品，使产品线具备以及节省设计成本的优点。
2、现有的金属加工工艺可能会因为所选母材自身材料特性以及加工设备存在的送料和参数设定导致加工成品存在破损或者强度变低等性能问题，同时对于金属材料的拼接，现有热源焊接方法存在加工过程复杂繁琐，以及会造成环境污染，成品存在瑕疵或尺寸精度不高等技术痛点。现有的复合材料很难同时满足多功能需求且参数能够调节，进而很难实现通过同一种设计思路带来不同结构形态的产品。
3、因此，提供一种同时满足多功能需求、且参数能够调节的折纸型复合超材料夹层板将具有非常重要的意义。
技术实现思路
1、鉴于上述技术问题，本专利技术提供一种折纸型复合超材料夹层板，所述折纸型复合超材料夹层板通过调整参数能够改变复合材料的结构形态，以及实现多功能需求，以解决或缓解现有的复合材料存在的至少一个技术问题。
2、根据本专利技术的具体
3、可选地，第一对称体的四个顶角的离散支撑台和中心的集合支撑台合成的凸起组件与所述第一底板进行焊接，第二对称体的四个顶角的离散支撑台和中心集合支撑台合成的凸起组件与第二底板进行焊接。
4、可选地，通过调节芯层中第一对称体和第二对称体的尺寸参数，调整超材料结构单胞的结构形态，第一对称体和第二对称体的尺寸参数包括：超材料结构单胞的高度h和超材料结构单胞的长度l，
5、h、l、中心集合支撑台的底面边长a和芯层的折纸角度α的关系式为：
6、其中，l为定值，规定h为固定参数且为整数值，通过修改中心集合支撑台的底面边长a得到对应芯层的折纸角度α；规定中心集合支撑台的底面边长a为固定参数，通过赋值h为整数得到对应芯层的折纸角度α，芯层的折纸角度α的取值范围为0-90度。
7、可选地，芯层轴翻转形成的对称基单元谷线折痕折角β，谷线折痕相连斜面之间的面折角γ以及镂空空间折角δ能够进行调整，γ的取值范围为0-90度，β和δ的取值范围为0-180度。
8、可选地，第一底板和芯层之间通过搅拌摩擦焊接。
9、可选地，第二底板和芯层之间通过搅拌摩擦焊接。
10、可选地，芯层中的组件之间通过搅拌摩擦焊接。
11、可选地，多个超材料结构单胞之间通过搅拌摩擦焊接。
12、可选地，折纸型复合超材料夹层板还包括多孔金属材料，填充在镂空空间内。
13、可选地，多孔金属材料包括泡沫铝和泡沫铜中的至少一种。
14、可选地，折纸型复合超材料夹层板还包括电磁周期结构膜，设置在第一底板和所述第二底板的表面。
15、可选地，折纸型复合超材料夹层板还包括强化纤维，包覆在第一底板和第二底板的表面。
16、可选地，第一底板和第二底板的厚度不小于0.2mm，第一对称体和第二对称体的板件的高度均固定为1.5-5mm，芯层的冲压深度为1.25-4.75mm。
17、本专利技术实施例的上述方案与现有技术相比，至少具有以下有益效果：
18、(1)本专利技术提供的折纸型复合超材料夹层板中超材料结构单胞的结构参数能够调整，进而对超材料结构单胞的结构形态进行调整，实现采用同一种设计思路带来不同的反馈模型产品，进而缩短新产品的研发过程和消耗，使产品线具备以及节省设计成本的优点。
19、(2)本专利技术提供的折纸型复合超材料夹层板的材料为铝合金，且芯层结构中具有镂空空间，使得折纸型复合超材料夹层板具有轻质高强的力学特征，例如，面密度远小于同等尺寸的现有材料的面密度，本专利技术夹层板的面密度可降到5kg/m2。
20、(3)本专利技术提供的折纸型复合超材料夹层板的芯层中具有镂空空间，能够创造符合多条件冲击吸能需求的吸能体空间。而且镂空空间中可以填充不同特性的材料以满足折纸型复合超材料夹层板的多功能特性。本专利技术的折纸型复合超材料夹层板作为承载体与泡沫铝等多孔金属材料、强化纤维以及电磁周期结构层等材料进行复合，得到多功能复合材料，实现多功能用途。
21、(4)本专利技术提供的折纸型复合超材料夹层板中第一底板和芯层之间、第二底板和芯层之间、芯层中的组件之间以及多个超材料结构单胞之间均通过搅拌摩擦焊接，无需添加焊丝和保护气体，能够优化传统热源焊接过程中需要焊丝及保护气体等繁杂的准备工作，避免由于铝合金自身热膨胀系数大导致的气孔及热裂纹缺陷，解决接缝核心区母材升温软化导致强度降低的技术痛点。同时搅拌摩擦焊能够减少污染，烟尘辐射的次级危害，所得到的成品尺寸精度高，内部残留应力低，力学性能优异的特征。
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1.一种折纸型复合超材料夹层板，其特征在于，包括多个超材料结构单胞，所述多个超材料结构单胞周期阵列排布，每个超材料结构单胞具有镜像翻转对称性，每个超材料结构单胞包括：第一底板、芯层和第二底板，所述芯层设置在所述第一底板和所述第二底板之间，所述芯层包括第一对称体、第二对称体和镂空空间，所述第一对称体与第二对称体通过中心集合支撑台连接，所述第一对称体设置在所述第二对称体的镜像翻转位置，所述超材料结构单胞的结构参数能够调节。
2.根据权利要求1所述的折纸型复合超材料夹层板，其特征在于，所述第一对称体的四个顶角的离散支撑台和中心的集合支撑台合成的凸起组件与所述第一底板进行焊接，所述第二对称体的四个顶角的离散支撑台和中心集合支撑台合成的凸起组件与第二底板进行焊接。
3.根据权利要求1或2所述的折纸型复合超材料夹层板，其特征在于，通过调节所述芯层中第一对称体和第二对称体的尺寸参数，调整所述超材料结构单胞的结构形态，所述第一对称体和第二对称体的尺寸参数包括：所述超材料结构单胞的高度h和超材料结构单胞的长度l，
4.根据权利要求3所述的折纸型复合超材料夹层板，
5.根据权利要求1或2所述的折纸型复合超材料夹层板，其特征在于，所述第一底板和所述芯层之间、所述第二底板和所述芯层之间、所述芯层中的组件之间以及所述多个超材料结构单胞之间均通过搅拌摩擦焊接。
6.根据权利要求1或2所述的折纸型复合超材料夹层板，其特征在于，还包括多孔金属材料填充在所述镂空空间内。
7.根据权利要求6任一项所述的折纸型复合超材料夹层板，其特征在于，所述多孔金属材料包括泡沫铝和泡沫铜中的至少一种。
8.根据权利要求1或2所述的折纸型复合超材料夹层板，其特征在于，还包括电磁周期结构膜，设置在所述第一底板和所述第二底板的表面。
9.根据权利要求1或2所述的折纸型复合超材料夹层板，其特征在于，还包括强化纤维，包覆在所述第一底板和所述第二底板的表面。
10.根据权利要求1或2所述的折纸型复合超材料夹层板，其特征在于，所述第一底板和第二底板的厚度不小于0.2mm，所述第一对称体和第二对称体的高度均固定为1.5-5mm，芯层的冲压深度为1.25-4.75mm。
...【技术特征摘要】
1.一种折纸型复合超材料夹层板，其特征在于，包括多个超材料结构单胞，所述多个超材料结构单胞周期阵列排布，每个超材料结构单胞具有镜像翻转对称性，每个超材料结构单胞包括：第一底板、芯层和第二底板，所述芯层设置在所述第一底板和所述第二底板之间，所述芯层包括第一对称体、第二对称体和镂空空间，所述第一对称体与第二对称体通过中心集合支撑台连接，所述第一对称体设置在所述第二对称体的镜像翻转位置，所述超材料结构单胞的结构参数能够调节。
2.根据权利要求1所述的折纸型复合超材料夹层板，其特征在于，所述第一对称体的四个顶角的离散支撑台和中心的集合支撑台合成的凸起组件与所述第一底板进行焊接，所述第二对称体的四个顶角的离散支撑台和中心集合支撑台合成的凸起组件与第二底板进行焊接。
3.根据权利要求1或2所述的折纸型复合超材料夹层板，其特征在于，通过调节所述芯层中第一对称体和第二对称体的尺寸参数，调整所述超材料结构单胞的结构形态，所述第一对称体和第二对称体的尺寸参数包括：所述超材料结构单胞的高度h和超材料结构单胞的长度l，
4.根据权利要求3所述的折纸型复合超材料夹层板，其特征在于，所述芯层轴翻转形成的对称基单元谷线折痕折角β，谷线折痕...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄森，高阶，王淼，李司光，
申请(专利权)人：迈默智塔无锡科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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