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鋁板廠家蜂窩夾層結(jié)構(gòu)來源于“天才的數(shù)學(xué)家兼設(shè)計(jì)師”—蜜蜂的蜂巢,利用蜂窩夾層結(jié)構(gòu)材料的輕質(zhì)、高強(qiáng)、高剛度等優(yōu)異性能,其必將在各個領(lǐng)域占有一席之地。目前國內(nèi)外常見的蜂窩板均為膠粘蜂窩板,蜂窩芯之間以及面板與蜂窩芯為物理結(jié)合,其強(qiáng)度、使用壽命以及允許的工作環(huán)境在很大程度上受膠粘劑制約。僅通過膠粘劑性能的改進(jìn)和提高來取得在性能上的飛躍是很有局限的。釬焊法是取代膠粘法最理想的方法之一,通過釬焊方法形成的接頭為冶金結(jié)合,使用范圍大大提高,其力學(xué)性能高于其它同規(guī)格的膠粘產(chǎn)品。此外,針對現(xiàn)有焊接式蜂窩鋁板制備工藝復(fù)雜,難以工業(yè)化生產(chǎn)的缺點(diǎn),創(chuàng)新性提出一種新結(jié)構(gòu)的蜂窩板——π型結(jié)構(gòu)蜂窩鋁板。

鋁板廠家在前期研究基礎(chǔ)上,對釬焊蜂窩鋁板的制造方法和力學(xué)性能進(jìn)行研究,并通過Ansys仿真研究釬焊蜂窩鋁板的力學(xué)性能,研究工作及結(jié)果主要包括： (1)釬焊蜂窩鋁板平壓變形過程經(jīng)歷彈性屈曲、塑性屈曲、蜂窩芯失穩(wěn)和塑性強(qiáng)化+壓合化等四個階段；面板在平壓過程中對蜂窩鋁板承載能力沒有影響；雙層蜂窩芯主要承受載荷,單層蜂窩芯壁板連接和約束雙層蜂窩芯壁板；而π型結(jié)構(gòu)蜂窩鋁板窩中相鄰壁板之間相互連接和約束其余壁板。 (2)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)蜂窩鋁板平壓強(qiáng)度公式π型結(jié)構(gòu)蜂窩鋁板平壓強(qiáng)度公式為但因π型結(jié)構(gòu)蜂窩鋁板無單雙層壁板之分,π型結(jié)構(gòu)蜂窩鋁板的平壓強(qiáng)度較傳統(tǒng)釬焊蜂窩鋁板的平壓強(qiáng)度低0.13-0.45MPa。 (3)釬焊蜂窩鋁板在承受側(cè)壓載荷時,左右面板通過形變可將自身承受的垂直載荷轉(zhuǎn)化為水平載荷后傳遞給中間蜂窩芯。受蜂窩芯排列方式不同,蜂窩鋁板縱向側(cè)壓發(fā)生酒窩型失穩(wěn),而橫向側(cè)壓發(fā)生剪切皺折失穩(wěn)。蜂窩鋁板縱向側(cè)壓強(qiáng)度大于橫向側(cè)壓強(qiáng)度,縱向側(cè)壓的極限載荷比橫向側(cè)壓的極限載荷略高12%。 (4)π型結(jié)構(gòu)蜂窩鋁板側(cè)壓強(qiáng)度較傳統(tǒng)蜂窩鋁板側(cè)壓強(qiáng)度高,縱向側(cè)壓強(qiáng)度大約高1.3%-5.5%,橫向側(cè)壓強(qiáng)度大約高4.2%～10%。 (5)釬焊蜂窩鋁板受到彎曲載荷時依面板抗拉壓強(qiáng)度與蜂窩芯抗剪剛度的協(xié)調(diào)性,表現(xiàn)出三種類型的失效模式：蜂窩芯坍塌失效、整體彎曲失效和面板剪切失效。 (6)π型結(jié)構(gòu)蜂窩鋁板與傳統(tǒng)釬焊蜂窩鋁板三點(diǎn)彎曲失效模式相似,π型結(jié)構(gòu)蜂窩鋁板三點(diǎn)彎曲破壞抗力較傳統(tǒng)蜂窩鋁板三點(diǎn)彎曲破壞抗力大,且縱向三點(diǎn)彎曲破壞載荷大約2.2%～10.8%,而橫向三點(diǎn)彎曲破壞載荷差值約為5.8%-12.9%。 (7)π型結(jié)構(gòu)蜂窩鋁板的綜合性能優(yōu)于傳統(tǒng)釬焊蜂窩鋁板。 本文的創(chuàng)新性主要體現(xiàn)為針對現(xiàn)有膠粘蜂窩鋁板缺陷,提出運(yùn)用保護(hù)氣體Nocolok釬焊法制備釬焊蜂窩鋁板,同時在研究過程中再次針對釬焊蜂窩鋁板制備工藝復(fù)雜,難以工業(yè)化生產(chǎn)的缺點(diǎn),創(chuàng)新性提出π型結(jié)構(gòu)蜂窩板(ZL200710065822.8),最后將其成功運(yùn)用于設(shè)計(jì)制造風(fēng)電葉片,申請國家專利8項(xiàng),授權(quán)國家發(fā)明專利1項(xiàng),實(shí)用新型5項(xiàng)。在本文最后對釬焊蜂窩金屬板進(jìn)一步的研發(fā)工作及應(yīng)用前景進(jìn)行了討論。