[发明专利]一种不锈钢极薄带的轻质多向缓冲吸能结构及制备方法

说明书

本发明提供的一种不锈钢极薄带的轻质多向缓冲吸能结构及制备方法，包括有蜂窝夹层结构，蜂窝夹层结构的上表面、下表面均设置有面板结构，面板结构包括有多个单层瓦楞板，上、下两个相邻的所述单层瓦楞板内瓦楞凹槽层的排布方向相互垂直；该多向缓冲吸能结构在各个方向均有承载结构，能够抵抗来自不同方向的冲击、压缩、弯曲等载荷作用；同时采用不锈钢极薄带作为结构的主要组分材料，相较于芳纶纸蜂窝和铝蜂窝结构，力学性能和服役温度大幅提升；另外通过对蜂窝夹层结构和瓦楞凹槽层中凹槽尺寸的调控以及瓦楞凹槽层里填充材料的选取，可满足不同防护结构的实际需求，可设计性强；最后选用的不锈钢极薄带具有良好的加工性，制造成本低。

技术领域

本发明涉及轻质防护结构设计与制备领域，尤其涉及一种不锈钢极薄带的轻质多向缓冲吸能结构及制备方法。

背景技术

蜂窝夹芯复合材料通常是利用胶接工艺在蜂窝芯上下表层粘接纤维或金属面板所形成的一种复合结构的轻质材料。这类蜂窝夹芯复合材料因具有重量轻、结构性能好、弯曲强度与刚度大、隔音隔热以及高的比吸能等优点而被广泛应用于机翼、机身、尾翼、飞机地板、雷达罩、液氢储箱等航空航天飞行器结构部件上。

在蜂窝夹芯复合材料的面板制造方面，通常利用不同类型纤维或金属薄板作为面板的组分材料，使用相应的树脂胶进行粘接叠压形成薄板用来和蜂窝芯材进行胶接。选取不同的组分材料制备出的面板具有的性能也因材而异。但在实际服役环境中，结构部件所受各类载荷尤其是冲击载荷，可能来源于各个方向，这就要求缓冲吸能结构能够具备抵抗多向冲击载荷作用的能力。

传统蜂窝夹芯复合材料在面外方向上，由于有面板和蜂窝芯共同抵抗压缩载荷，承载能力较强；但在面内方向上蜂窝芯无法承载、面板承载非常有限，导致夹芯板无法进行缓冲吸能。这就导致传统蜂窝夹芯复合材料存在不能对面内方向的载荷进行有效承载、蜂窝芯制备材料力学性能不足的问题。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足，提供一种不锈钢极薄带的轻质多向缓冲吸能结构及制备方法，从而可解决传统蜂窝夹芯复合材料抵抗面内方向冲击载荷能力弱及蜂窝芯制备材料力学性能不足的问题。

为实现本发明目的而提供的一种不锈钢极薄带的轻质多向缓冲吸能结构，包括有蜂窝夹层结构，所述蜂窝夹层结构的上表面、下表面均设置有面板结构，所述面板结构包括有多个单层瓦楞板，上、下两个相邻的所述单层瓦楞板内瓦楞凹槽层的排布方向相互垂直。

作为上述方案的进一步改进，所述单层瓦楞板自上而下包括有上表层、瓦楞凹槽层及下表层，所述瓦楞凹槽层内填充有粉煤灰漂珠。

作为上述方案的进一步改进，所述瓦楞凹槽层的截面形状为梯形。

作为上述方案的进一步改进，所述蜂窝夹层结构、上表层、瓦楞凹槽层及下表层均由不锈钢极薄带制成。

一种不锈钢极薄带的轻质多向缓冲吸能结构的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

一、蜂窝夹层结构的制备：

步骤1.将不锈钢极薄带裁切为多块一定长度、宽度的不锈钢带；

步骤2.使用丙酮清洁不锈钢带的表面；

步骤3.利用自动涂胶机在不锈钢带的表面上涂抹有机硅结构胶，涂抹有机硅结构胶的位置在奇数层和偶数层的不锈钢带上应错开一定距离；

步骤4.逐层叠放步骤3得到的不锈钢带，等待有机硅结构胶完全干燥固化，即得到多层不锈钢带；

步骤5.将步骤4得到的多层不锈钢带的顶部利用卡具固定，利用牵引设备对多层不锈钢带的底部施加一定力缓慢拉开，即完成不锈钢极薄带蜂窝芯的制备；

二、单层瓦楞板的制备：

步骤6.将不锈钢极薄带裁切为多块一定长度、宽度的不锈钢带；