專利名稱：增強型蜂窩夾層結構板及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及衛(wèi)星用蜂窩夾層結構板，本發(fā)明還涉及該蜂窩夾層結構板的制造方 法。
背景技術：
蜂窩夾層結構因其具有較高的強度質量比、較大的剛度質量比、較好的抗疲勞 性能等眾多的優(yōu)點，在衛(wèi)星上得到了廣泛的應用。但是，現(xiàn)代新型衛(wèi)星對結構的承載能 力要求越來越高，對結構的重量限制也越來越苛刻，常見的鋁合金面板、鋁蜂窩夾層結 構因其承載能力的不足、重量上還有潛力可挖而得到了一定程度的限制，因此迫切需要 提供新型結構形式的蜂窩夾層結構來滿足大承載、輕量化的需要。目前，衛(wèi)星結構中較多采用鋁合金面板、鋁蜂窩的夾層結構板，采用 0.3mm-0.5mm厚的鋁合金面板J47C中溫(130°C)固化膠膜，導致蜂窩夾層結構板結構質 量相對偏大(鋁合金的密度為2.78g/cm3)、結構承載能力相對較弱(鋁合金的屈服強度僅 >255MPa)。目前沒有發(fā)現(xiàn)同本發(fā)明類似技術的說明或報道，也尚未收集到國內類似的資 料。
發(fā)明內容
為了解決現(xiàn)有技術中蜂窩夾層結構板的結構質量相對偏大、結構承載能力相對 較弱等不足，本發(fā)明目的的第一方面在于提供一種增強型的蜂窩夾層結構板。利用本發(fā) 明，可減輕結構板的重量、增加結構板的承載能力。為了解決現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明目的的另一方面，還提供一種增強型的蜂窩 夾層結構板的制造方法，從而達到結構輕量化、承載能力強的目的。為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明的第一方面，為解決其技術問題所采用的技術 方案是提供一種增強型的蜂窩夾層結構板，該裝置包括依次粘結的上面板、上膠膜、蜂窩芯、下膠膜和下面板；上面板的內面粘有上 膠膜、下面板的內面粘有下膠膜，蜂窩芯的中間插入有縱增強桿和橫增強桿；上述蜂窩 芯、縱增強桿和橫增強桿并列粘連在上膠膜和下膠膜中間。本發(fā)明的另一方面，為解決上述技術問題所采用的技術方案是提供一種的增強 型的蜂窩夾層結構板的制造方法，該方法包括如下步驟采用碳纖維板作為工裝模板，先將上面板、下面板和蜂窩芯、縱增強桿、橫增 強桿通過上膠膜、下膠膜粘接。然后整體放入高溫高壓爐中固化成型；蜂窩板固化操作 中均勻布置熱電偶的擺放位置及數量，確保固化過程中溫度控制的準確性，減小蜂窩板 自身、蜂窩板與成型平臺之間的溫差；固化全過程中，控制熱電偶間溫差在10°c以內。上述上面板、下面板采用T800H-12K碳纖維/AG80環(huán)氧樹脂，面板的鋪層方式 為0° /90° /士45°，采取單向碳纖維預浸布手工鋪層，熱壓罐加熱至180°C、加壓固化成型；固化后通過機械加工面板的孔位和外形。上述縱增強桿、橫增強桿，采用T800H-12K碳纖維/AG80環(huán)氧樹脂，鋪層方式 為0° 2/士45° /0° 2/士45° ；采用鋪層/纏繞法整體成型成矩形管狀，0°層采用無緯 膠布鋪層，士45°層采用纏繞法成型；采用真空袋-熱壓罐法固化；縱增強桿、橫增強 桿之間在固化前用鋁合金接頭連接，通過J133膠固定。本發(fā)明增強型的蜂窩夾層結構板及其制造方法，由于對面板、膠膜、蜂窩芯、 增強桿等進行特定選材，對制作工藝進行了專門設計，其中，T800H-12K碳纖維單絲 的拉伸強度>5400MPa，拉伸模量》90GPa，斷裂延伸率>2.1%，線密度>445g/km ； T800H-12K碳纖維面板的拉伸強度淡OOMPa ； J-78B膠膜的膠接剪切強度33Mpa ；蜂窩 夾層結構平壓強度20.60MPa。經過衛(wèi)星的模態(tài)試驗、力學試驗(振動、噪聲、沖擊)、 熱試驗(熱平衡、熱真空)等一系列試驗證明，應用本發(fā)明增強型的蜂窩夾層結構板，結 構質量相對較小，承載能力顯著增強因此，本發(fā)明達到了結構輕量化的要求，取得了承 載能力強適用范圍廣等有益效果，應用前景廣泛。
附圖是本發(fā)明增強型的蜂窩夾層結構板的結構示意圖。圖中標記為1.上面板、2上膠膜、3.蜂窩芯、4.縱增強桿、5.橫增強桿、6.下 膠膜、7.下面板。
具體實施例方式本發(fā)明增強型的蜂窩夾層結構板及其制造方法為碳纖維面板、鋁蜂窩夾層結 構，由T800H-12K碳纖維面板、J-78B膠膜、蜂窩芯T800H-12K碳纖維增強桿組成。下面結合附圖對本發(fā)明的第一方面，一種增強型的蜂窩夾層結構板的實施例進 行描述。附圖是本發(fā)明增強型的蜂窩夾層結構板的結構示意圖。如附圖實施例所示，該 裝置包括依次粘結的上面板1、上膠膜2、蜂窩芯3、下膠膜6和下面板7;上面板1的 內面粘有上膠膜2、下面板7的內面粘有下膠膜6，蜂窩芯3的中間插入有縱增強桿4和 橫增強桿5 ；蜂窩芯3、縱增強桿4和橫增強桿5并列粘連在上膠膜2和下膠膜5中間。本實施例中上面板1、下面板7采用T800H-12K碳纖維/AG80環(huán)氧樹脂，厚度0.3 0.5mm。上膠膜2、下膠膜6采用J-78B，厚度控制在0.10mm 0.20mm，能夠在90°C 左右溫度時固化。蜂窩芯3采用5_°°4正六邊形有空耐久鋁蜂窩芯子，節(jié)點強度M.47N/ cm?？v增強桿4、橫增強桿5，采用T800H-12K碳纖維/AG80環(huán)氧樹脂。下面對本發(fā)明的第二方面，對上述增強型的蜂窩夾層結構板的制造方法進行描 述。該方法包括如下步驟采用碳纖維板作為工裝模板，先將上面板1、下面板7和蜂窩芯3、縱增強桿4、 橫增強桿5通過上膠膜2、下膠膜6粘接，然后整體放入高溫高壓爐中固化成型。蜂窩板 固化操作中均勻布置熱電偶的擺放位置及數量，確保固化過程中溫度控制的準確性，通 過減小蜂窩板自身、蜂窩板與成型平臺之間的溫差，從而減少蜂窩板由于溫差而產生的變形。規(guī)定固化全過程控制熱電偶間溫差在10°C以內。上述上面板1、下面板7采用T800H-12K碳纖維/AG80環(huán)氧樹脂，面板的鋪層 方式為0° /90° /士45°，采取單向碳纖維預浸布手工鋪層，熱壓罐加熱至180°C、加壓 固化成型。固化后通過機械加工面板的孔位和外形。上述縱增強桿4、橫增強桿5，采用T800H-12K碳纖維/AG80環(huán)氧樹脂，鋪層 方式為0° 2/士45° /0° 2/士45° ；采用鋪層/纏繞法整體成型成矩形管狀，0°層采用 無緯膠布鋪層，士45°層采用纏繞法成型；固化采用真空袋-熱壓罐法?？v增強桿4、 橫增強桿5之間在固化前用鋁合金接頭連接，通過J133膠固定。增強桿滿足特定位置適 應大載荷的需要。本發(fā)明由于采用特殊材料和工藝，其中T800H-12K碳纖維單絲的拉伸強度 >5400MPa,拉伸模量 >290GPa，斷裂延伸率 >2.1%，線密度 >445g/km ； T800H-12K 碳 纖維面板的拉伸強度^OOMPa ； J-78B膠膜的膠接剪切強度》3Mpa ；蜂窩夾層結構平壓 強度d.60MPa。因此，達到了承載能力強、結構質量輕的發(fā)明目的。經過衛(wèi)星的模態(tài)試驗、力學試驗(振動、噪聲、沖擊)、熱試驗(熱平衡、熱真 空)等一系列試驗證明，本發(fā)明增強型的蜂窩夾層結構板達到了結構質量較輕、承載能 力增加、適用范圍擴大的目的。該增強型的蜂窩夾層結構板滿足系統(tǒng)要求，對于衛(wèi)星結 構減輕重量、增強承載能力具有重大的意義。
權利要求
1.一種增強型的蜂窩夾層結構板，其特征在于，該裝置包括依次粘結的上面板[1]、上膠膜[2]、蜂窩芯[3]、下膠膜[6]和下面板[7]；上面板[1] 的內面粘有上膠膜[2]、下面板[7]的內面粘有下膠膜[6]，蜂窩芯[3]的中間插入有縱增強 桿[4]和橫增強桿[5]；所述的蜂窩芯[3]、縱增強桿[4]和橫增強桿[5]并列粘連在所述的 上膠膜[2]和下膠膜[5]中間。
2.如權利要求1所述的蜂窩夾層結構板，其特征在于所述的上面板[1]、下面板[7] 采用T800H-12K碳纖維/AG80環(huán)氧樹脂，厚度0.3 0.5mm。
3.如權利要求1所述的蜂窩夾層結構板，其特征在于所述的上膠膜[2]、下膠膜[6] 采用能夠在90°C左右溫度時固化的J-78B膠膜，厚度控制在0.10mm 0.20mm。
4.如權利要求1所述的蜂窩夾層結構板，其特征在于所述的蜂窩芯[3]采用5_°°4正 六邊形有孔耐久鋁蜂窩芯子，節(jié)點強度M.47N/cm。
5.如權利要求1所述的蜂窩夾層結構板，其特征在于所述的縱增強桿[4]、橫增強 桿[5]，采用T800H-12K碳纖維/AG80環(huán)氧樹脂。
6.—種如權利要求1所述的蜂窩夾層結構板的制造方法，其特征在于，該方法包括如 下步驟采用碳纖維板作為工裝模板，先將上面板[1]、下面板[7]和蜂窩芯[3]、縱增強桿 [4]、橫增強桿[5]通過上膠膜[2]、下膠膜[6]粘接；然后，整體放入高溫高壓爐中固化成 型；蜂窩板固化操作中均勻布置熱電偶的擺放位置及數量，確保固化過程中溫度控制的 準確性，減小蜂窩板自身、蜂窩板與成型平臺之間的溫差；固化全過程中，控制熱電偶 間溫差在10°C以內。
7.如權利要求6所述的蜂窩夾層結構板的制造方法，其特征在于所述的上 面板[1]、下面板[7]采用T800H-12K碳纖維/AG80環(huán)氧樹脂，面板的鋪層方式為 0° /90° /士45°，采取單向碳纖維預浸布手工鋪層，熱壓罐加熱至180°C、加壓固化成 型；固化后通過機械加工面板的孔位和外形。
8.如權利要求6所述的蜂窩夾層結構板的制造方法，其特征在于所述的縱 增強桿[4]、橫增強桿[5]，采用T800H-12K碳纖維/AG80環(huán)氧樹脂，鋪層方式為 0° 2/士45° /0° 2/士45° ；采用鋪層/纏繞法整體成型成矩形管狀，0°層采用無緯膠 布鋪層，士45°層采用纏繞法成型；采用真空袋-熱壓罐法固化；縱增強桿[4]、橫增強 桿[5]之間在固化前用鋁合金接頭連接，通過J133膠固定。
全文摘要
本發(fā)明涉及衛(wèi)星用蜂窩夾層結構，公開了一種增強型蜂窩夾層結構板，包括上面板[1]的內面粘有上膠膜[2]、下面板[7]的內面粘有下膠膜[6]，蜂窩芯[3]的中間插入有縱增強桿[4]和橫增強桿[5]；蜂窩芯[3]、縱增強桿[4]和橫增強桿[5]并列粘連在上膠膜[2]和下膠膜[5]中間。本發(fā)明還公開了這種結構板的制造方法，將上述整體膠合后放入高溫高壓爐中固化成型。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術結構板的結構質量相對偏大、結構承載能力相對較弱等不足；取得了結構重量輕、承載能力強、適用范圍廣等有益效果。
文檔編號B32B5/12GK102009501SQ20091019529
公開日2011年4月13日 申請日期2009年9月8日 優(yōu)先權日2009年9月8日
發(fā)明者姚駿, 崔偉, 張紅英, 滿孝穎, 譚時芳 申請人:上海衛(wèi)星工程研究所