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蜂窝夹层的简介及优化措施

【摘要】:胶结蜂窝夹层结构是一种用于特殊结构的复合材料。蜂窝夹层结构除具有上述优点外,还具有隔音、隔热、减振等特性。近年来,蜂窝夹层结构在建筑、汽车、电子和电气等行业的应用也有了很大的发展。由于蜂窝夹层结构能够最大限度地利用材料,并具有很多优异的性能,因此,今后蜂窝夹层结构的应用必将会更加广泛。图5-5蜂窝夹层结构示意图蜂窝芯通常是用铝箔、纸等粘接制成的。

胶结蜂窝夹层结构是一种用于特殊结构的复合材料。它是把蜂窝形状的夹芯材料夹在两块面板之间,并把它们用胶粘剂互相粘接而成的,如图5-5所示。由于蜂窝夹层结构具有良好的比强度和比刚度,因此,被广泛地应用于对重量和性能有特殊要求的航空、航天结构中。例如,飞机的机翼、进气道、雷达罩,火箭的安定面,导弹的核装置座,卫星飞船、航天飞机的舱盖和整流罩等,都大量地采用蜂窝夹层结构。蜂窝夹层结构除具有上述优点外,还具有隔音、隔热、减振等特性。近年来,蜂窝夹层结构在建筑汽车电子电气等行业的应用也有了很大的发展。例如,在建筑上用于制造内外幕墙、工业厂房和公共建筑的顶板、家具装饰板,在汽车行业用于制造车厢蒙皮,在电子、电气行业用于制造屏蔽板、隔热板等。由于蜂窝夹层结构能够最大限度地利用材料,并具有很多优异的性能,因此,今后蜂窝夹层结构的应用必将会更加广泛。

图5-5 蜂窝夹层结构示意图

蜂窝芯通常是用铝箔、纸等粘接制成的。1945年,金属蜂窝结构首先被试验成功。目前,人们根据蜂窝的用途已经成功研制了铝合金蜂窝、纸蜂窝、玻璃钢蜂窝、塑料蜂窝和陶瓷蜂窝等。

蜂窝有无孔蜂窝和有孔蜂窝之分。有孔蜂窝即在蜂格壁上刺有通气孔,无孔蜂窝则没有通气孔。有孔蜂窝可以避免夹芯中残留胶粘剂固化时产生的挥发物,能防止蜂窝夹层结构内、外压差过大而造成的面板剥离破坏。航天飞行器一般使用有孔蜂窝。对于飞机结构,有孔蜂窝在使用过程中有可能进气、进水。一旦积水则很难排除,并将引起结构腐蚀,加速胶层老化,降低胶结强度,甚至造成脱胶;因此,飞机上大多使用无孔蜂窝。用于粘接无孔蜂窝芯和面板的胶粘剂,其挥发组分小于1.5%,不必刺通气孔的无孔蜂窝,可以防止蜂窝结构内进水、进气。

普通正六边形蜂窝具有最好的结构稳定性,但不具有变形的随意性,不适合制造形状复杂(如球行体)的蜂窝夹层结构。通过改变蜂窝格的几何形状可以制造出易于成形的异形蜂窝(柔性蜂窝)。图5-6是几种柔性蜂窝的结构。

图5-6 柔性蜂窝的结构