[发明专利]一种侧壁带孔的铝蜂窝芯三明治夹芯结构及其制备方法

说明书

本发明提供一种侧壁带孔的铝蜂窝芯三明治夹芯结构及其制备方法，所述侧壁带孔的铝蜂窝芯三明治夹芯结构，包括上下面板和轻质厚芯层，所述上下面板为铝合金，轻质厚芯层为铝蜂窝结构，铝蜂窝的侧壁带有均匀的小孔，本发明解决了传统型轻质夹芯板存在的声学性能较差的问题，其结构简单，静态刚度高，动态刚度低，声学性能优异。

技术领域

本发明属于轻质材料领域，特别涉及一种侧壁带孔的铝蜂窝芯三明治夹芯结构及其制备方法。

背景技术

轻质夹层结构具有重量轻、刚度大等特点，被广泛应用于建筑、交通和航天等领域，因而轻质夹层结构的声振传递特性也受到越来越广泛的关注。比如汽车、机车和高速飞行器的发动机噪声透过该结构向内外辐射；高速飞行器在飞行过程中，外表面会形成湍流边界层，对机身外壳结构产生非常强的随机激励并辐射噪声。一方面，这些噪声会透过壳体结构传入舱内，如果结构设计不当或没有采取适当的降噪处理，会导致驾驶员注意力分散，减少乘客的舒适感；另一方面，这些噪声也会透过结构向外辐射，影响居民生产生活环境。

传统型轻质夹芯板存在一个显著缺点，即如果设计不当，它们的声学性能通常较差。多年以来，轻质夹芯板的声振特性引起了国内外学者的广泛关注。

发明内容

本发明主要目的是解决传统型轻质夹芯板存在的声学性能较差的问题，提出一种结构简单，静态刚度高，动态刚度低，声学性能优异的三明治夹芯板。

在本申请的一些实施例中，一种侧壁带孔的铝蜂窝芯三明治夹芯结构，包括上下面板和轻质厚芯层，所述上下面板为铝合金，轻质厚芯层为铝蜂窝结构，铝蜂窝的侧壁带有均匀的小孔。

在本申请的一些实施例中，所述小孔设置在铝蜂窝壁面的六个面上，蜂窝壁面可设置1或2个孔。

在本申请的一些实施例中，所述小孔的形状为圆孔或长孔或矩形。

在本申请的一些实施例中，所述矩形为圆角矩形。

在本申请的一些实施例中，打孔总面积占比25％～50％，小孔直径为4～6mm。

在本申请的一些实施例中，壁面设置一个小孔时，小孔位于壁面中心位置，孔的面积为壁面面积的25％。

在本申请的一些实施例中，壁面设置2个孔时，小孔总面积占壁面面积不超过50％。

在本申请的一些实施例中，经过多次深入研究，孔径不宜过小也不宜过大，必须在本申请合理的范围内，当孔径过小时，对夹芯板的动态表观抗弯刚度几乎没有影响，当孔径过大时，会降低夹芯板的静态抗压刚度。

在本申请的一些实施例中，夹芯结构中的铝蜂窝结构，采用辊压成型阻焊法，将均匀打孔的铝薄板通过齿轮压制为波纹板，通过电阻焊将波纹板堆叠为蜂窝芯，然后将蜂窝芯与上下面板焊接成型。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1.本发明提出了在芯层的侧壁加入均匀小孔，与典型的三明治夹芯结构相比，其表观抗弯刚度曲线随频率的增加，衰减得更加迅速，表现出更加优异的“高静低动”的力学特性，进而显著提高隔声性能。

2.在铝蜂窝芯层的侧壁加入均匀小孔，不仅可以增大对声能量的损耗，而且降低蜂窝铝芯的表观弹性模量，这对降低三明治夹芯壁板的声辐射是非常有利的。

3.由于三明治夹芯结构面板的杨氏模量远远大于芯层的杨氏模量，其静刚度主要由面板的参数决定，在铝蜂窝壁上打孔，对整个结构的静态刚度的影响不大。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。