[实用新型]复合材料格栅结构、复合材料格栅板及汽车电池箱

说明书

技术领域

本实用新型涉及先进复合材料技术领域，尤其是涉及一种复合材料格栅结构。本实用新型还涉及一种具有上述复合材料格栅结构的复合材料格栅板及汽车电池箱。

背景技术

复合材料是指由无机非金属、金属或者有机高分子等几类不同的材料通过特定工艺复合而成的具有新性能的一类新型材料。到如今，复合材料已经出现了很长一段时间。如早期的胶合板、玻璃钢。随着近几年先进技术对材料性能提出了更高的要求，尤其是航空航天领域，先进复合材料随之出现。与早期的复合材料相比，先进复合材料的各方面性能都有很大的提高。例如，玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的刚度和阻尼特性好，在飞机旋翼系统中，能够制造出结构简单、使用和维修方便的无铰式旋翼，而且无铰式旋翼的加速性能和使用寿命都有极大的提高。因此先进复合材料具有优异的比强度和比刚度、出色的韧性和弹性变形能力，是当前复合材料研究中的热点。

随着人们对能源技术的研究，降低能源消耗已经渗透到日常生活中的各个领域。以汽车领域为例，新能源汽车的发展得到政府的大力支持。此外，无论汽车的驱动采用何种能源，汽车轻量化一直需要不断改进的方向。先进复合材料的重量轻，与传统的钢板车体相比可以减轻一半以上的重量，也就是说，采用先进复合材料的汽车与传统汽车相比，油耗降低了一多半。

最近，先进复合材料在工程结构中的应用形式除了传统的层合板结构外，相继又开发出多种空间结构。例如，采用先进复合材料制成的航空飞机机舱段与航天发动机部件，其整体均为先进复合材料，大幅度地减少紧固件数量，降低了制造成本。同时，因采用了加筋的结构形式，使整体结构承载能力明显提高，结构重量也随之得到进一步降低。工程实践表明，先进复合材料空间结构能充分地发挥先进复合材料高比强度、比模量的特点，有效地提高材料的利用率，并可采用整体化制备技术使其结构尺寸由零件级突破至部件级，降低结构重量和具有广阔的设计空间，为此，受到了航空和航天工程界的青睐。

在先进复合材料空间结构中，网格肋骨结构增强的先进复合材料格栅结构(也称为Grid加筋结构)是一种特殊的加筋结构，具有较高的可设计性、较低的成本和较高的抗损伤容限等独特的优良性能。现有的Grid加筋结构是指由格形加筋骨架与被支撑复合材料层合板、壳(筒壳或锥壳)组成并共同承载的一类结构，由于格形加筋骨架形似网，故又被称为先进复合材料网格结构。该结构的几何特征是其筋(或肋骨)的布置和走向是由2至4个方向组成的一个循环模式。

为了充分发挥纤维轴向承载能力高的特点，格形(菱形格、方形格、三角形格等)加筋骨架通常采用纤维束(带)连续短程铺放方式构成格栅骨架。上述结构具有格栅骨架整体性好，可以满足结构不同部位的设计需求的优点。为了避免发生层合板常见的分层现象和微裂纹，格栅单元均为几何不变的超静定结构，即使局部格栅出现损伤，其周围的格栅骨架仍为几何不变结构，因此，格栅结构生存力强，易于进行开口补强操作，并具有很好的抗损伤能力。

但是，先进复合材料格栅结构亦具有其自身固有的优缺点，并不能完全取代夹层结构。随着研究的不断深入，本领域技术人员发现格栅结构更适用于以结构的挠度或基频为控制条件的结构，而夹层结构则更适用于以整体屈曲为控制条件的结构，而格栅结构在以整体屈曲为控制条件的结构上的力学性能不佳，主要表现在容易疲劳失效、强度较低。其中，以整体屈曲为控制条件是指，结构体发生疲劳或者破坏前，要满足整体屈曲的条件。其中，屈曲变形是指，当板在面内承受的压缩载荷和剪切载荷达到一定数值时，板偏离原来的平衡状态而发生的屈曲变形现象。本领域的技术人员发现，以格栅结构的板为例，由于为各向异性板，载荷在达到发生屈曲的数值前，即使其处于平衡状态，板内也有初始挠度存在，也可能产生挠曲变形。

综上，提供一种复合材料格栅结构的材料，使其在整体屈曲为控制条件的结构中的性能更好，是本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种复合材料格栅结构，以缓解现有技术中的复合材料格栅结构在用于以整体屈曲为控制条件的结构体中，结构体的整体强度较低的技术问题。本实用新型的另一目的在于提供一种复合材料格栅板。本实用新型的又一目的在于提供一种汽车电池箱。

本实用新型提供的复合材料格栅结构，包括中间板，所述中间板的一侧固接第一格栅层，另一侧固接第二格栅层；所述第一格栅层内包括多个并排布置的第一肋骨，所述第二格栅层内包括多个并排布置的第二肋骨，所述第一肋骨和所述第二肋骨均为长条状，所述第一肋骨和所述第二肋骨在空间中呈夹角布置。