一种轻质刚性芯膜夹层结构.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115891327A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211639097.1B32B17/06(2006.01)(22)申请日2022.12.20B32B17/12(2006.01)(71)申请人中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所地址610091四川省成都市青羊区日月大道1610号成都飞机设计研究所计划发展部(72)发明人穆雪峰刘伟先王佳宁邵若石杨光昊马如飞(74)专利代理机构中国航空专利中心11008专利代理师杜永保(51)Int.Cl.B32B17/00(2006.01)B32B9/00(2006.01)B32B9/04(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种轻质刚性芯膜夹层结构(57)摘要本发明涉及一种轻质刚性芯膜夹层结构，所述夹层结构由内面板、轻质刚性芯膜夹层和外面板组成；内面板和外面板均为纤维预浸料固化后形成，轻质刚性芯膜夹层由空心玻璃微珠与树脂混合物固化后形成。本发明在成型时，仅需要一次固化成型，成型工艺简单；在安装使用时，本发明可直接制孔后用连接件连接，避免了增加内埋衬套或额外的层压板作为垫层；综合以上几点，本发明相比传统加筋层压板和夹层结构具有更短的制造周期，更低的制造成本和更好的装配性能。CN115891327ACN115891327A权利要求书1/1页1.一种轻质刚性芯膜夹层结构，其特征在于：所述夹层结构由内面板、轻质刚性芯膜夹层和外面板组成；内面板和外面板均为纤维预浸料固化后形成，轻质刚性芯膜夹层由空心玻璃微珠与树脂混合物固化后形成。2.根据权利要求1所述的一种轻质刚性芯膜夹层结构，其特征在于：所述内面板为碳纤维板或玻璃纤维板。3.根据权利要求1所述的一种轻质刚性芯膜夹层结构，其特征在于：所述外面板为碳纤维板或玻璃纤维板。4.根据权利要求1所述的一种轻质刚性芯膜夹层结构，其特征在于：所述内面板和外面板均为多层铺贴的纤维预浸料固化形成。5.根据权利要求4所述的一种轻质刚性芯膜夹层结构，其特征在于：所述内面板和外面板均为多层交叉铺贴。6.根据权利要求1所述的一种轻质刚性芯膜夹层结构，其特征在于：所述轻质刚性芯膜夹层中的空心玻璃微珠的粒径均匀。7.根据权利要求1所述的一种轻质刚性芯膜夹层结构，其特征在于：所述内面板为多层铺贴的纤维预浸料固化形成。8.根据权利要求1所述的一种轻质刚性芯膜夹层结构，其特征在于：所述轻质刚性芯膜夹层中，空心玻璃微珠的粒径为非均匀的，从外面板向内面板的方向，所述空心玻璃微珠的粒径逐渐减小。9.根据权利要求1所述的一种轻质刚性芯膜夹层结构，其特征在于：在空心玻璃微珠中添加有金属微珠、陶瓷微珠、石英微珠、碳纳米管或其他刚性颗粒物。2CN115891327A说明书1/3页一种轻质刚性芯膜夹层结构技术领域[0001]本发明涉及航空材料结构设计技术领域，具体提供一种轻质刚性芯膜夹层结构。背景技术[0002]纤维增强复合材料具有较高的比强度和比刚度，同时具有优异的可设计性，在航空结构设计领域具有越来越高的应用比例，近年来复合材料设计人员和制造行业越来越关注复合材料的低成本和快速制造。[0003]传统的纤维增强复合材料结构主要有加筋层压板和夹层结构(应用广泛的主要有泡沫夹芯和蜂窝夹芯结构)，二者具有不同的特点。加筋层压板结构筋条模具复杂、模具成本高、铺贴难度大、胶接面质量难保证，而传统夹层结构具有蜂窝/泡沫机加难度高、机加模具复杂、蜂窝定位难等特点，均较难满足低成本和快速制造的需求。同时，在航空器制造装配时，现有技术一般采用机械连接件将加筋层压壁板零件或夹层结构零件与金属的航空器机体结构骨架连接在一起，较密的加筋会显著增加装配难度，进而增加制造周期和成本，而传统夹层结构与金属骨架采用机械连接时，通常在夹层结构连接区采用层压板结构或增加内埋式的连接衬套等方式以避免损伤蜂窝/泡沫，两种方式均会增加零件重量、模具复杂度和装配难度，进而增加制造周期和成本。[0004]在零件制造时，传统的加筋层压板和夹层结构需要多次固化，以壁板零件为例，如采用加筋层压板结构形式，制备过程中需要经历蒙皮固化、蒙皮和筋条胶接固化环节，至少需要进热压罐两次；如采用传统夹层结构，则需要经历外蒙皮固化、蜂窝或泡沫与外蒙皮固持、内/外蒙皮和蜂窝或泡沫芯胶接固化，至少需要进热压罐三次，制造周期长、成本高。发明内容[0005]发明目的：[0006]本发明的目的是提供一种形式简单、成型工艺难度低、低成本和适应快速制造的复合材料夹层结构。[0007]技术方案：[0008]提供一种轻质刚性芯膜夹层结构，所述夹层结构由内面板1、轻质刚性芯膜夹层2和外面板3组成；内面板1和外面板3均为纤维预浸料固化后形成，轻质刚性芯膜夹层2由空心