專利名稱：一種輕質(zhì)抗沖擊的泡沫金屬夾芯板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種輕質(zhì)抗沖擊的泡沫金屬夾芯板，屬于航天材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
多孔金屬材料具有輕質(zhì)、高效吸能等優(yōu)點(diǎn)，常被作為吸能部件應(yīng)用于航空航天、汽車、艦船等領(lǐng)域，但由于其強(qiáng)度不高，應(yīng)用范圍受到了極大的限制。多孔金屬夾層板是由兩層較薄的復(fù)合材料或者金屬面板與中間較厚的輕質(zhì)金屬泡沫芯層構(gòu)成，這種三明治結(jié)構(gòu)不僅具有質(zhì)量小、吸能效率高的特點(diǎn)，而且具有較高的比剛度，在充分發(fā)揮泡沫材料自身特點(diǎn)的同時(shí)解決了強(qiáng)度低的問題，具有廣泛的應(yīng)用前景。這種結(jié)構(gòu)在強(qiáng)動(dòng)載荷作用下的良好性能引起了學(xué)術(shù)界和工程界的廣泛關(guān)注。通過增加面板厚度，可以有效控制夾層板的最終變形，從而提高板的抗撞擊性能。然而，面板厚度的增加卻導(dǎo)致了夾層板質(zhì)量的增力口。因此，輕質(zhì)、具有高效抗沖擊性能是泡沫金屬夾層板的發(fā)展方向。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種輕質(zhì)抗沖擊的泡沫金屬夾芯板，以滿足目前對(duì)泡沫金屬夾芯板減重同時(shí)又具有高效抗沖擊性能的需求。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:一種輕質(zhì)抗沖擊的泡沫金屬夾芯板，由纖維金屬層板和泡沫鋁合金層組成，纖維金屬層板作為面板，泡沫鋁合金層作為夾心層，所述纖維金屬層板由至少兩層金屬板和至少兩層纖維復(fù)合材料層板組成，纖維復(fù)合材料層板鋪放在兩層金屬板之間，纖維金屬層板厚度為0.9mm-l.5mm，泡沫鋁合金層厚度為 5mm-10mnin所述金屬板為鈦合金或者鋁合金，所述纖維復(fù)合材料層板為玻璃纖維或者碳纖維層板。纖維金屬層板為玻璃纖維鋁合金混雜層板或者碳纖維鈦合金混雜層板或者玻璃纖維鈦合金混雜層板。所述相鄰兩層纖維復(fù)合材料層板(5)的纖維排布方向垂直，其中靠近泡沫鋁合金層(2)的纖維排布方向與金屬板的長(zhǎng)度方向一致或垂直。所述面板可以采用結(jié)構(gòu)相同或者不同的纖維金屬層板。有益效果:本實(shí)用新型采用玻璃纖維或碳纖維與鈦合金或鋁合金組成的纖維金屬層板作為面板，綜合了金屬材料和纖維復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)，其比強(qiáng)度(與鋁、鈦相比可減輕重量25% 35%)和疲勞壽命遠(yuǎn)高于單金屬材料,且成本遠(yuǎn)低于纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料,并具有耐腐蝕、阻燃、耐沖擊等優(yōu)點(diǎn)；纖維金屬層板的另一個(gè)特點(diǎn)是可以通過纖維的不同鋪層設(shè)計(jì)獲得具有某種優(yōu)異特性的層板。當(dāng)纖維排布方向?yàn)?°/90°和0°/90790°/0°時(shí)，纖維金屬層板具有優(yōu)異的抗沖擊性能。因此，與由單金屬面板和泡沫鋁合金組成的夾芯板相比較，本實(shí)用新型提供的輕質(zhì)抗沖擊的泡沫金屬夾芯板，具有更輕質(zhì)、更優(yōu)異抗沖擊性能，該夾芯板可用于坦克裝甲車輛上，從而滿足抗彈、隱身、減震降噪、三防、阻燃等性能要求，并實(shí)現(xiàn)減輕自重、提高坦克車輛防護(hù)性能、增強(qiáng)戰(zhàn)場(chǎng)突防能力，還可用于航天航空飛行器、高速列車、汽車、輪船等交通運(yùn)載工具和重要建筑物的緩沖裝置、減震裝置以及保險(xiǎn)杠等安全裝置上。

圖1:實(shí)施例1輕質(zhì)抗沖擊的泡沫金屬夾芯板結(jié)構(gòu)示意圖；圖2:實(shí)施例2輕質(zhì)抗沖擊的泡沫金屬夾芯板結(jié)構(gòu)示意圖；圖3:實(shí)施例3輕質(zhì)抗沖擊的泡沫金屬夾芯板結(jié)構(gòu)示意圖；其中:1_纖維金屬層板，2-泡沫招合金層,4-金屬板,5-纖維復(fù)合材料層板。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:一種輕質(zhì)抗沖擊的泡沫金屬夾芯板，如圖1所示，采用兩塊纖維金屬層板I為面板、一層泡沫鋁合金層2為夾心層，纖維金屬層板I由兩層金屬板4和兩層纖維復(fù)合材料層5組成，且兩層復(fù)合材料層5的纖維排布方向垂直,其中靠近泡沫招合金層的纖維排布方向與金屬板4的長(zhǎng)度方向垂直。纖維金屬板為玻璃纖維鋁合金混雜層板。此種結(jié)構(gòu)為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，用于夾芯板兩個(gè)外面板受力相同的情況，同時(shí)由于纖維復(fù)合材料的垂直交替排布，可以使夾層板獲得更加優(yōu)異的抗沖擊性能、高的剪切強(qiáng)度。實(shí)施例2:一種輕質(zhì)抗沖擊的泡沫金屬夾芯板，如圖2所示，采用兩塊結(jié)構(gòu)相同的纖維金屬層板I為面板、一層泡沫鋁合金層2為夾心層，纖維金屬層板I由三塊金屬板4和四層纖維復(fù)合材料層板5組成，每?jī)蓪咏饘侔?之間鋪放兩層纖維復(fù)合材料層板5，且相鄰兩層纖維復(fù)合材料層板5的纖維排布方向垂直，其中靠近泡沫鋁合金層的纖維排布方向與金屬板4的長(zhǎng)度方向一致。此種結(jié)構(gòu)為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，用于夾芯板兩個(gè)外面板受力相同的情況，同時(shí)由于纖維復(fù)合材料的排布特征，在保證夾層板優(yōu)異的抗沖擊性能條件下，同時(shí)具備優(yōu)異的抗疲勞能、高的剪切強(qiáng)度。實(shí)施例3:一種輕質(zhì)抗沖擊的泡沫金屬夾芯板，如圖3所示，采用兩塊結(jié)構(gòu)不同的纖維金屬層板I為面板、一層泡沫鋁合金層2為夾心層，一塊纖維金屬層板由三塊金屬板4和四層纖維復(fù)合材料層板5組成，每?jī)蓪咏饘侔?之間鋪放兩層纖維復(fù)合材料層板5，且相鄰兩層纖維復(fù)合材料層板5的纖維排布方向垂直，其中靠近泡沫鋁合金層的纖維排布方向與金屬板4的長(zhǎng)度方向一致。另一塊纖維金屬層板I由三塊金屬板4和四層纖維復(fù)合材料層板5組成，每?jī)蓪咏饘侔?之間鋪放兩層纖維復(fù)合材料層板5，且相鄰兩層纖維復(fù)合材料層板5的纖維排布方向垂直，其中靠近泡沫鋁合金層的纖維排布方向與金屬板4的長(zhǎng)度方向垂直。此種不對(duì)稱結(jié)構(gòu)可滿足夾芯板兩側(cè)受不同載荷的應(yīng)用要求，纖維金屬層板較厚的一側(cè)可同時(shí)承受沖擊和疲勞載荷，較薄的一側(cè)可承受沖擊載荷。
權(quán)利要求1.一種輕質(zhì)抗沖擊的泡沫金屬夾芯板，其特征在于:由纖維金屬層板(I)和泡沫鋁合金層(2)組成，纖維金屬層板(I)作為面板，泡沫鋁合金層(2)作為夾心層，所述纖維金屬層板(I)由至少兩層金屬板(4)和至少兩層纖維復(fù)合材料層板(5)組成，纖維復(fù)合材料層板(5)鋪放在兩層金屬板⑷之間，纖維金屬層板⑴厚度為0.9mm-l.5mm，泡沫鋁合金層(2)厚度為 5mm-10mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)抗沖擊的泡沫金屬夾芯板，其特征在于:所述金屬板(4)為鈦合金或者鋁合金，所述纖維復(fù)合材料層板(5)為玻璃纖維或者碳纖維層板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)抗沖擊的泡沫金屬夾芯板，其特征在于:所述相鄰兩層纖維復(fù)合材料層板(5)的纖維排布方向垂直，其中靠近泡沫鋁合金層(2)的纖維排布方向與金屬板的長(zhǎng)度方向一致或垂直。
專利摘要一種輕質(zhì)抗沖擊的泡沫金屬夾芯板，由纖維金屬層板和泡沫鋁合金層組成，所述纖維金屬層板由至少兩層金屬板和至少兩層纖維復(fù)合材料層板組成，纖維復(fù)合材料層板鋪放在兩層金屬板之間，纖維金屬層板厚度為0.9mm-1.5mm，泡沫鋁合金層厚度為5mm-10mm。所述纖維金屬層板為玻璃纖維鋁合金混雜層板或者碳纖維鈦合金混雜層板或者玻璃纖維鈦合金混雜層板。本實(shí)用新型提供的輕質(zhì)抗沖擊的泡沫金屬夾芯板，具有更輕質(zhì)、更優(yōu)異抗沖擊性能，該夾芯板可用于坦克裝甲車輛上，從而滿足抗彈、隱身、減震降噪、三防、阻燃等性能要求，還可用于航天航空飛行器、高速列車、輪船等交通運(yùn)載工具和重要建筑物的緩沖裝置、減震裝置以及保險(xiǎn)杠等安全裝置上。
文檔編號(hào)B32B15/14GK203032017SQ20122064870
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者潘蕾, 陶杰, 汪濤, 蔣建輝, 徐鳳娟, 楊棟棟 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)