本發(fā)明屬于振動(dòng)控制，具體涉及嵌有niti形狀記憶合金絲的復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、近年來(lái)，隨著復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)在航空航天、新能源汽車、新能源飛機(jī)等交通運(yùn)輸領(lǐng)域的大量應(yīng)用，其性能在應(yīng)對(duì)復(fù)雜的工況時(shí)受到挑戰(zhàn)。在實(shí)際工作環(huán)境中，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在受到外部沖擊或持續(xù)的激勵(lì)下，會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，進(jìn)而造成復(fù)合材料結(jié)構(gòu)失效、破壞。以往針對(duì)這一問題的解決方法包括選擇高性能復(fù)合材料、優(yōu)化復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加厚過度振動(dòng)部分等方法。但由于這些方法往往伴隨著選材困難、加工成本高、設(shè)計(jì)難度大以及不滿足結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)等問題，因此目前這些解決方法在實(shí)際應(yīng)用方面都存在局限。

2、為彌補(bǔ)這一缺陷，設(shè)計(jì)一種針對(duì)復(fù)合材料的振動(dòng)阻尼增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，并且滿足適用性強(qiáng)、加工難度低和輕量化設(shè)計(jì)等要求，逐漸成為研究和實(shí)踐中的焦點(diǎn)。對(duì)于振動(dòng)阻尼裝置，目前包括阻尼器在內(nèi)的裝置雖能滿足減振需求，但其往往需要留有安裝位置和額外供能，不能滿足新能源飛機(jī)的空間要求和輕量化設(shè)計(jì)要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提出一種嵌有niti形狀記憶合金絲的復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)，不僅力學(xué)性能強(qiáng)、抗振效果好，而且能實(shí)現(xiàn)加工和設(shè)計(jì)方面的結(jié)構(gòu)-功能一體化。

2、本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

3、一種嵌有niti合金絲的復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

4、步驟1，將沿第一方向和/或第二方向布置的若干條niti合金絲的兩端分別固定于嵌絲模具上，以形成合金絲面；

5、步驟2，在所述合金絲面的下面鋪設(shè)第一層板部，在所述合金絲面的上面鋪設(shè)第二層板部，所述第一層板部與所述第二層板部對(duì)稱設(shè)置，在所述第一層板部下方設(shè)置初壓底板，在所述第二層板部上方設(shè)置初壓頂板；

6、步驟3，向所述初壓頂板和所述初壓底板施加第一壓力，以使所述第一層板部、合金絲面和第二層板部形成預(yù)制結(jié)構(gòu)體；

7、步驟4，剪斷所述預(yù)制結(jié)構(gòu)體與所述嵌絲模具之間裸露的niti合金絲，進(jìn)行高溫高壓固化成型后，即為嵌有niti合金絲的復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)。

8、上述的復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)的制備方法中，步驟4采用熱壓罐進(jìn)行所述高溫高壓固化成型。

9、上述的復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)的制備方法中，所述高溫高壓固化成型的壓力為4-5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，溫度為100-150℃，所述高溫高壓固化成型的加工時(shí)長(zhǎng)4-6小時(shí)。

10、上述的復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)的制備方法中，所述第一壓力為10-20kg的質(zhì)量塊的重力，向所述初壓頂板和所述初壓底板施加第一壓力的時(shí)長(zhǎng)≥30min。

11、上述的復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)的制備方法中，所述第一方向?yàn)闄M向，所述第二方向?yàn)榭v向；

12、上述的復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)的制備方法中，相鄰的所述niti合金絲的間距為10～30毫米；

13、上述的復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)的制備方法中，所述niti合金絲的直徑為0.1～0.4毫米。

14、上述的復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)的制備方法中，所述第一層板部包括2n層纖維復(fù)合材料層，所述第二層板部包括2n層纖維復(fù)合材料層，其中，n＝1、2、3、4、5。

15、上述的復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)的制備方法中，所述纖維復(fù)合材料層的材質(zhì)為碳纖維復(fù)合材料預(yù)浸料或玻璃纖維復(fù)合材料。

16、上述的復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)的制備方法中，所述嵌絲模具包括方形框架，在所述方形框架上設(shè)有夾緊固定塊，在所述方形框架上設(shè)有半圓形凹槽，在所述夾緊固定塊上，設(shè)有半圓形凸起，所述半圓形凹槽和所述半圓形凸起的形狀和數(shù)量相匹配，以用于固定niti合金絲；

17、上述的復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)的制備方法中，所述初壓頂板和所述初壓底板的形狀與所述方形框架的形狀相匹配，并略小于所述方形框架所圍成的空間。

18、一種嵌有niti合金絲的復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)，所述復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)由上述的制備方法制備，所述復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)包括：合金絲面，以及沿所述合金絲面對(duì)稱設(shè)置的第一層板部和第二層板部；所述第一層板部和第二層板部與所述合金絲面經(jīng)熱壓固化連接。

19、一種嵌有niti合金絲的復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，新能源飛機(jī)的壁板為上述的嵌有niti合金絲的復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)。

20、借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明至少具有下列優(yōu)點(diǎn)：

21、1)本發(fā)明提出了一種嵌入niti形狀記憶合金絲的抗振復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不但重量輕、耐疲勞性能優(yōu)異，而且具有增強(qiáng)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的抗振能力以及一體化加工特性。

22、2)本發(fā)明提供了基于niti形狀記憶合金絲的振動(dòng)抑制方案理論分析方法，為增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的嵌絲布局設(shè)計(jì)提供了理論研究途徑。

23、3)本發(fā)明公開了增強(qiáng)型抗振復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)在新能源飛機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用，即：使用本發(fā)明的加工方法制造抗振增強(qiáng)型復(fù)合材料層壓板，并提供了相應(yīng)的制造模具。

24、4)對(duì)加工完成的振動(dòng)阻尼增強(qiáng)復(fù)合材料層壓板進(jìn)行了振動(dòng)測(cè)試，驗(yàn)證了本發(fā)明所提出方法的可行性。

25、上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如后。

技術(shù)特征：

1.一種嵌有niti合金絲的復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，

9.一種嵌有niti合金絲的復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)，其特征在于，

10.一種嵌有niti合金絲的復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于振動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及嵌有NiTi合金絲的復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)及制備方法和應(yīng)用。所述制備方法包括如下步驟：將若干條NiTi合金絲的兩端分別固定于嵌絲模具上，以形成合金絲面；在所述合金絲面上下面對(duì)稱設(shè)置所述第一層板部與所述第二層板部，在所述第一層板部下方設(shè)置初壓底板，在所述第二層板部上方設(shè)置初壓頂板；向所述初壓頂板和所述初壓底板施加第一壓力，以使所述第一層板部、合金絲面和第二層板部形成預(yù)制結(jié)構(gòu)體；高溫高壓固化成型。所述復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)由上述方法制備。所述層壓板結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于新能源飛機(jī)的壁板。本發(fā)明提出的復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)，重量輕、耐疲勞性能好，而且增強(qiáng)了復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的抗振能力，并且可一體化加工。

技術(shù)研發(fā)人員：臧健,王祉薦,張業(yè)偉,宋旭園,張振,許珂凡,李東輝
受保護(hù)的技術(shù)使用者：沈陽(yáng)航空航天大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15