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CN108773111A - 功能梯度蜂窝夹芯板及其制造方法 - Google Patents

功能梯度蜂窝夹芯板及其制造方法 Download PDF

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CN108773111A
CN108773111A CN201810520667.2A CN201810520667A CN108773111A CN 108773111 A CN108773111 A CN 108773111A CN 201810520667 A CN201810520667 A CN 201810520667A CN 108773111 A CN108773111 A CN 108773111A
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CN
China
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honeycomb sandwich
layer
unit cell
several
barrier
Prior art date
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Pending
Application number
CN201810520667.2A
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English (en)
Inventor
左启阳
何凯
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Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
Original Assignee
Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
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Publication date
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    • B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
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Abstract

本发明属于多孔材料技术领域，尤其涉及一种功能梯度蜂窝夹芯板及其制造方法。功能梯度蜂窝夹芯板包括至少两层蜂窝夹芯层，各层蜂窝夹芯层层叠连接且均设有若干呈矩形阵列布置且连接的单元胞体，各单元胞体均具有中空孔且横截面呈矩形状；位于同一层的蜂窝夹芯层的各单元胞体的结构和材质相同，位于相邻层的蜂窝夹芯层的各单元胞体的结构和/或材质不同。本发明的功能梯度蜂窝夹芯板吸能效果可以实现预测和控制，在被动保护安全领域上拥有其它各类多孔材料所无法比拟的优势。同时各蜂窝夹芯层的单元胞体尺寸可控、组织均匀，结构形态多样化，使得整块功能梯度蜂窝夹芯板在垂直方向上的力学性能呈现稳定的功能梯度特性。

Description

功能梯度蜂窝夹芯板及其制造方法
技术领域
本发明属于多孔材料技术领域，尤其涉及一种功能梯度蜂窝夹芯板及其制造方法。
背景技术
多孔材料是一种由相互贯通或封闭的孔洞构成网络结构材料。相对连续介质材料而言，多孔材料一般具有相对密度低、比强度高、比表面积高、重量轻、隔音、隔热、渗透性好等优点。另外，多孔材料通常具有非常高的阻尼减振和冲击能量吸收的能力，因此常被用于制造缓冲或吸能器和元配件。多孔金属材料是一种典型的多孔材料。目前广泛使用在吸能器中的多孔金属材料为蜂窝式和泡沫式的结构(多为泡沫铝)，且一般会被制作成夹芯结构。在汽车工业中，采用多孔金属夹芯板结构可制造汽车盖板、卡车盖与滑动顶板等，从而减轻结构件的质量和提高结构件的刚度。多孔金属夹芯板还具有高的吸收冲击与声能的效果。在航空航天工业中，多孔金属已被研究用于航天飞机着陆架中的冲击能吸收元件在造船工业中。在铁道机车行业，多孔金属芯材大型镶板已用于现代化客轮中的许多部件的建造，多孔金属夹芯结构已在船舶机舱减振降噪中得到应用。
在众多的多孔材料之中，一种较为典型的孔结构是由大量多边形孔在平面上聚集形成的二维结构，称为“蜂窝”多孔材料。这些二维结构的孔型有类似于蜂房的六边形结构，也有四边形、三角形等其它结构。如果这些“蜂窝”多孔材料的材质是金属(一般为铝)，则称之为金属蜂窝(或者叫“铝蜂窝”)，它们一般也被制作成金属蜂窝夹芯板。然而，现有的蜂窝式的吸能器或装置，其结构形态比较单一，不具备沿某一方向的功能梯度效果。即使存在有一些具备梯度式吸能效果的蜂窝吸能技术，但吸能装置结构相对较为复杂，制备难度较大。
综上所述，目前的多孔材料在缓冲吸能场合中的应用存在以下问题：
(1)用于冲击减振和缓冲吸能场合的多孔夹芯结构以三维结构的“泡沫铝”为主，但泡沫铝夹芯的孔形、孔径、孔隙等晶胞要素不易控制，导致组织不均匀，从而吸能效果难以预测与控制。
(2)用于冲击减振和缓冲吸能场合的蜂窝材料的结构形态大多比较单一，不具备沿某一方向或的功能梯度效果；即使有一些具备梯度式吸能效果的蜂窝吸能技术，但其结构均相对较为复杂，实现难度较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种功能梯度蜂窝夹芯板及其制造方法，旨在解决现有技术中的多孔材料吸能效果难以预测和控制，且结构形态单一、复杂的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种功能梯度蜂窝夹芯板，其特征在于：包括至少两层蜂窝夹芯层，各层所述蜂窝夹芯层层叠连接；
各层所述蜂窝夹芯层均设有若干呈矩形阵列布置且连接的单元胞体，各所述单元胞体均具有中空孔且横截面呈矩形状；
位于同一层的所述蜂窝夹芯层的各所述单元胞体的结构和材质相同，位于相邻层的所述蜂窝夹芯层的各所述单元胞体的结构和/或材质不同。
优选地，位于相邻层的所述蜂窝夹芯层的各所述单元胞体的壁厚和/或材质不同。
优选地，位于相邻层的所述蜂窝夹芯层的各所述单元胞体的边长和/或材质不同。
优选地，位于相邻层的所述蜂窝夹芯层的各所述单元胞体的高度和/或材质不同。
优选地，各层所述蜂窝夹芯层均包括若干栏栅片，呈矩形阵列布置且连接的各所述单元胞体通过横向布置的若干栏栅片与纵向布置的若干栏栅片垂直交错连接围设形成。
优选地，各所述栏栅片设有若干插接线槽；
各所述插接线槽沿所述栏栅片的长度方向等间距布置，且各所述插接线槽均由所述栏栅片高度方向的一端朝向另一端延伸；
呈横向布置的各所述栏栅片的所述插接线槽与对应的呈纵向布置的各所述栏栅片的插接线槽相面对插接配合。
优选地，各所述栏栅片高度方向的一端或两端设有若干位于相邻的两所述插接线槽之间的折片，所述折片垂直于所述栏栅片设置，且各所述折片均位于对应的所述单元胞体的所述中空孔内。
优选地，各横向间隔布置的所述栏栅片与各纵向间隔布置的所述栏栅片垂直交错一体成型。
优选地，所述功能梯度蜂窝夹芯板还包括若干间隔片，各所述蜂窝夹芯层相邻于另一所述蜂窝夹芯层的端部和/或背离于另一所述蜂窝夹芯层的端部连接有所述间隔片。
本发明的有益效果：本发明的功能梯度蜂窝夹芯板，其通过若干层(至少两层)蜂窝夹芯层层叠连接而成，每层功能层具有独立二维矩形平面结构的单元胞体，并且，位于同一层的蜂窝夹芯层的各单元胞体的结构和材质相同，位于相邻层的蜂窝夹芯层的各单元胞体的结构和/或材质不同，因此每层蜂窝夹芯层均具有自身独有的能量吸收功能特性，根据吸能的需求，对各蜂窝夹芯层进行层叠，使其沿垂直方向上对缓冲或冲击能量吸收上呈现功能梯度式的效果，吸能效果可以实现预测和控制，在被动保护安全领域上拥有其它各类多孔材料所无法比拟的优势。同时，功能梯度蜂窝夹芯板的整体结构较为简单，生产成本低，而且各层蜂窝夹芯层的单元胞体尺寸可控、组织均匀，结构形态多样化，使得整块功能梯度蜂窝夹芯板在垂直方向上的力学性能(包括静力学和动力学性能)呈现稳定的功能梯度特性。
本发明采用的另一技术方案是：一种功能梯度蜂窝夹芯板的制造方法，包括如下步骤：
制备至少两层蜂窝夹芯层；
于各所述蜂窝夹芯层上设置若干呈矩形阵列布置且连接的单元胞体，并使得所述单元胞体均具有中空孔且横截面呈矩形状；
设置使得同一层的所述蜂窝夹芯层的各所述单元胞体的结构和材质相同；
将具有若干结构和/或材质不同的所述单元胞体的所述蜂窝夹芯层相邻设置并层叠连接。
优选地，若干呈矩形阵列布置且连接的单元胞体的制造包括如下步骤：
制备若干栏栅片；
横向间隔布置若干栏栅片，并逐个纵向布置所述栏栅片与各横向布置的所述栏栅片垂直交错连接围设形成各所述单元胞体；或者，纵向间隔布置若干栏栅片，并横向布置若干所述栏栅片与各纵向布置的所述栏栅片垂直交错连接围设形成各所述单元胞体。
优选地，制备若干所示栏栅片时：于各所述栏栅片开设若干插接线槽，且使得各所述插接线槽沿所述栏栅片的长度方向等间距布置，各所述插接线槽均由所述栏栅片高度方向的一端朝向另一端延伸；
连接横向间隔布置的若干栏栅片和纵向间隔布置的若干栏栅片时：使得呈横向布置的各所述栏栅片的所述插接线槽与对应的呈纵向布置的各所述栏栅片的插接线槽相面对插接配合。
优选地，若干呈矩形阵列布置且连接的单元胞体的制造包括如下步骤：
制备横向布置的若干栏栅片与纵向布置的若干栏栅片垂直交错连接围设形成各所述单元胞体，且各横向布置的栏栅片与各纵向布置的栏栅片一体成型。
优选地，层叠连接所述蜂窝夹芯层时，于各所述蜂窝夹芯层相邻于另一所述蜂窝夹芯层的端部和/或背离于另一所述蜂窝夹芯层的端部连接间隔片。
本发明的功能梯度蜂窝夹芯板的制造方法，工艺简单，生产成本低，通过该制造工艺生产出的功能梯度蜂窝夹芯板的各蜂窝夹芯层的单元胞体尺寸可控、组织均匀，使得整块功能梯度蜂窝夹芯板在垂直方向上的力学性能(包括静力学和动力学性能)呈现稳定的功能梯度特性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1所示为本发明提供的功能梯度蜂窝夹芯板的一个实施例的结构示意图。
图2所示为本发明提供的功能梯度蜂窝夹芯板中从某一功能层(蜂窝夹芯层)中提取出来的单元胞体的示意图；其中：t为单元胞体的壁厚、l为单元胞体的边长、h为单元胞体的高度(也就是该功能层的层高)。
图3所示为本发明提出的功能梯度蜂窝夹芯板的制备工艺，即金属料带加工出每层功能层中的栏栅片的工艺示意图。
图4所示为本发明提供的功能梯度蜂窝夹芯板的栏栅片组装成某一层功能层(蜂窝夹芯层)的工艺示意图。
图5所示为本发明中把各功能层(蜂窝夹芯层)层叠起来形成整体的分层式的功能梯度蜂窝夹芯板的一个实施例的工艺示意图。
图6所示为本发明中把各功能层(蜂窝夹芯层)层叠起来形成整体的分层式的功能梯度蜂窝夹芯板的另一个实施例的工艺示意图。
其中，图中各附图标记：
1—蜂窝夹芯层 2—间隔片 11—栏栅片
12—折片 100—单元胞体 111—插接线槽
200—中空孔。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1～6描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1～6所示，本发明实施例提供的一种功能梯度蜂窝夹芯板，其主要用于缓冲或冲击能量吸收场合，但不限于此。由于功能梯度蜂窝夹芯板具有其它方面的优良性能，如轻质结构、隔音、隔热等，对于多孔的功能梯度蜂窝夹芯板，还具有很好的电磁波吸收(电磁屏蔽)特性，所以在通讯工程，环保工程等领域有广泛的应途。
具体地，如图1所示，本发明实施例的功能梯度蜂窝夹芯板包括至少两层蜂窝夹芯层1，各层所述蜂窝夹芯层1层叠连接，例如，蜂窝夹芯层1可以是两层、三层、四层以及五层以上，根据需求设定叠加即可，层叠连接可以采用胶粘或者焊接的方式实现；各层所述蜂窝夹芯层1均设有若干呈矩形阵列布置且连接的单元胞体100，各所述单元胞体100均具有中空孔200且横截面呈矩形状；位于同一层的所述蜂窝夹芯层1的各所述单元胞体100的结构和材质相同，位于相邻层的所述蜂窝夹芯层1的各所述单元胞体100的结构和/或材质不同。其中，单元胞体100的结构可以是指单元胞体100的壁厚t、边长l和高度h。单元胞体100的结构相同是指单元胞体100的壁厚t、边长l和高度h均相同；而单元胞体100的结构不同是指单元胞体100的壁厚t、边长l和高度h中至少有一样参数不同。
更具体地，如图1所示，本发明实施例的功能梯度蜂窝夹芯板，其通过若干层(至少两层)蜂窝夹芯层1层叠连接而成，每层功能层具有独立二维矩形平面结构的单元胞体100，并且，位于同一层的蜂窝夹芯层1的各单元胞体100的结构和材质相同，位于相邻层的蜂窝夹芯层1的各单元胞体100的结构和/或材质不同，因此每层蜂窝夹芯层1均具有自身独有的能量吸收功能特性，根据吸能的需求，对各蜂窝夹芯层1进行层叠，使其沿垂直方向上对缓冲或冲击能量吸收上呈现功能梯度式的效果，吸能效果可以实现预测和控制，在被动保护安全领域上拥有其它各类多孔材料所无法比拟的优势。同时，功能梯度蜂窝夹芯板的整体结构较为简单，生产成本低，而且各层蜂窝夹芯层1的单元胞体100尺寸可控、组织均匀，结构形态多样化，使得整块功能梯度蜂窝夹芯板在垂直方向上的力学性能(包括静力学和动力学性能)呈现稳定的功能梯度特性。
如图2所示，本实施例中，位于相邻层的所述蜂窝夹芯层1的各所述单元胞体100的结构不同的第一种实施方式是：位于相邻层的所述蜂窝夹芯层1的各所述单元胞体100的壁厚t不同。即通过设定相邻层的蜂窝夹芯层1的单元胞体100之间的壁厚t结构不同，如图1所述，相邻层的所述蜂窝夹芯层1的各所述单元胞体100的壁厚t1≠t2≠t3，这样可以在垂直方向上使得相邻层的蜂窝夹芯层1具有自身独有的能量吸收功能特性，如此，当该功能梯度蜂窝夹芯板受到压缩或者冲击时，各蜂窝夹芯层1就会发生坍塌，通过各蜂窝夹芯层1内的单元胞体100的坍塌变形，把压缩或冲击的能量转化为材料的应变能来吸收掉。
如图2所示，本实施例中，位于相邻层的所述蜂窝夹芯层1的各所述单元胞体100的结构不同的第二种实施方式是：位于相邻层的所述蜂窝夹芯层1的各所述单元胞体100的边长l不同。同理，通过设定相邻层的蜂窝夹芯层1的单元胞体100之间的边长l结构不同，如图1所述，相邻层的所述蜂窝夹芯层1的各所述单元胞体100的边长l1≠l2≠l3，可以在垂直方向上使得相邻层的蜂窝夹芯层1具有自身独有的能量吸收功能特性，如此，当该功能梯度蜂窝夹芯板受到压缩或者冲击时，各蜂窝夹芯层1就会发生坍塌，通过各蜂窝夹芯层1内的单元胞体100的坍塌变形，把压缩或冲击的能量转化为材料的应变能来吸收掉。
如图2所示，本实施例中，位于相邻层的所述蜂窝夹芯层1的各所述单元胞体100的结构不同的第三种实施方式是：位于相邻层的所述蜂窝夹芯层1的各所述单元胞体100的高度h不同。同理，通过设定相邻层的蜂窝夹芯层1的单元胞体100之间的高度h结构不同，如图1所述，相邻层的所述蜂窝夹芯层1的各所述单元胞体100的高度h1≠h2≠h3，可以在垂直方向上使得相邻层的蜂窝夹芯层1具有自身独有的能量吸收功能特性，如此，当该功能梯度蜂窝夹芯板受到压缩或者冲击时，各蜂窝夹芯层1就会发生坍塌，通过各蜂窝夹芯层1内的单元胞体100的坍塌变形，把压缩或冲击的能量转化为材料的应变能来吸收掉。
如图1所示，本发明实施例提供的功能梯度蜂窝夹芯板是由若干功能层(即至少两层的蜂窝夹芯层1)层叠而成。每一功能层均由二维正方形平面结构的单元胞体100组成，同一功能层内的单元胞体100具有相同的结构参数(即边长l、壁厚t和高度h，如图2所示)。另外，同一功能层内的单元胞体100的材质(如铝合金、钛合金等)也是相同的。但是，功能层与功能层之间的单元胞体100结构参数和材质可以不同，从而可以根据吸能的需求对各功能层沿垂直方向进行排序、堆砌和层叠，使得层叠起来的整体功能梯度蜂窝夹芯板沿垂直方向呈现出功能梯度的吸能效果。
当该功能梯度蜂窝夹芯板受到压缩或者冲击时，功能梯度蜂窝夹芯板各功能层内部就会发生坍塌，通过各功能层内的单元胞体100的坍塌变形，把压缩或冲击的能量转化为材料的应变能来吸收掉。对于某一层功能层而言，该层内部均由组织均匀、整齐划一的二维正方形的单元胞体100所组成，因此该功能层的力学性能(包括静力学和动力学性能)则由其单个单元胞体100的结构参数(即边长l、壁厚t和高度h)和材质这四个因素决定的。也就是说，只要调整该功能层内部的单元胞体100的这四个因素，就能使该功能层呈现自身独有的力学性能。进一步来说，既然每个功能层均能呈现自身独有的力学性能，因此就可以根据需要，对若干功能层的具有不同力学性能的功能层进行层叠，从而使层叠起来的功能梯度蜂窝夹芯板沿垂直方向具有功能梯度式的力学性能。
本实施例中，如图4所示，各层所述蜂窝夹芯层1均包括若干栏栅片11，呈矩形阵列布置且连接的各所述单元胞体100通过横向布置的若干栏栅片11与纵向布置的若干栏栅片11垂直交错连接围设形成。具体地，同一层的蜂窝夹芯层1均通过若干结构和材质相同的栏栅片11连接组成，即将若干横向间隔布置的栏栅片11和若干纵向间隔布置的栏栅片11垂直交错连接，并且，横向相邻的两个栏栅片11和纵向相邻的两个栏栅片11之间围设形成单元胞体100，并且围设形成的单元胞体100具有方形的中空孔200，各单元胞体100均的横截面呈矩形状。如此，通过制备栏栅片11的大小或者材质的变化，以及横向或纵向布置栏栅片11的间距的不同可以在边长l、壁厚t和高度h和材质这四个因素决定的单元细胞的力学性能。
优选地，栏栅片11可以通过带状的金属料带裁切加工形成。例如可以采用铝、钢或者合金等材质的金属料带制备栏栅片11。
本实施例中，如图4所示，呈横向布置的各所述栏栅片11于呈纵向布置的各所述栏栅片11的第一种连接方式是：各所述栏栅片11设有若干插接线槽111；各所述插接线槽111沿所述栏栅片11的长度方向等间距布置，且各所述插接线槽111均由所述栏栅片11高度h方向的一端朝向另一端延伸；呈横向布置的各所述栏栅片11的所述插接线槽111与对应的呈纵向布置的各所述栏栅片11的插接线槽111相面对插接配合。具体地，插接线槽111的长度为栏栅片11的高度h的一半或者大致一半，插接线槽111的槽宽与栏栅片11的厚度相同或者略为大于栏栅片11的厚度，如此可以确保相互通过插接线槽111插接配合的横向布置的栏栅片11和纵向布置的栏栅片11稳定性良好，以及可以避免横向布置的栏栅片11和纵向布置的栏栅片11在高度方向彼此相互凸出。
优选地，插接线槽111可以通过冲压的方式于栏栅片11上冲设形成。
进一步地，如图3～4所示，各所述栏栅片11高度方向的一端或两端设有若干位于相邻的两所述插接线槽111之间的折片12，所述折片12垂直于所述栏栅片11设置，且各所述折片12均位于对应的所述单元胞体100的所述中空孔200内。具体地，折片12与栏栅片11一体成型，由于折片12垂直于栏栅片11设置，这样相邻的蜂窝夹芯层1层叠连接时，可以通过折片12增加直接或者间接连接的面积，如此可以加强相邻的蜂窝夹芯层1层叠连接的稳定性。
本实施例中，如图1和5～6所示，所述功能梯度蜂窝夹芯板还包括若干间隔片2，各所述蜂窝夹芯层1相邻于另一所述蜂窝夹芯层1的端部和/或背离于另一所述蜂窝夹芯层1的端部连接有所述间隔片2。具体地，间隔片2可以将高度方向具有贯通的中空孔200的各个单元细胞封闭起来，形成一块具有夹芯的蜂窝夹芯层1，同时，高度方向相邻的单元胞体100也通过该间隔片2实现连接，例如高度方向相邻的单元胞体100可以通过折片12以及栏栅片11的端部与间隔片2实现连接，连接面积通过这片增加，连接的稳定性得到进一步的加强。
本实施例中，呈横向布置的各所述栏栅片11于呈纵向布置的各所述栏栅片11的第二种连接方式是：各横向间隔布置的所述栏栅片11与各纵向间隔布置的所述栏栅片11垂直交错一体成型。具体地，一体成型的设计可以省去单独制造若干数量的栏栅片11，一次性成型出单层蜂窝夹芯层1中的若干连接的单元胞体100，如此形成的单元胞体100之间的连接稳定性更进一步地加强
本实施例中，栏栅片11的相对两端均设有倒角(图未标注)。倒角的设置可以避免横向布置的栏栅片11于纵向布置的栏栅片11形成干涉，更好的连接纵横交错的栏栅片11。
结合图1～6所示，本发明实施例还提供一种功能梯度蜂窝夹芯板的制造方法，包括如下步骤：
制备至少两层蜂窝夹芯层1；
于各所述蜂窝夹芯层1上设置若干呈矩形阵列布置且连接的单元胞体100，并使得所述单元胞体100均具有中空孔200且横截面呈矩形状；
设置使得同一层的所述蜂窝夹芯层1的各所述单元胞体100的结构和材质相同；
将具有若干结构和/或材质不同的所述单元胞体100的所述蜂窝夹芯层1相邻设置并层叠连接。
具体地，本发明实施例的功能梯度蜂窝夹芯板的制造方法，工艺简单，生产成本低，通过该制造工艺生产出的功能梯度蜂窝夹芯板的各蜂窝夹芯层1的单元胞体100尺寸可控、组织均匀，使得整块功能梯度蜂窝夹芯板在垂直方向上的力学性能(包括静力学和动力学性能)呈现稳定的功能梯度特性。
结合图3所示，本实施例中，单元胞体100制造的其中第一种实施方式是：若干呈矩形阵列布置且连接的单元胞体100的制造包括如下步骤：
制备若干栏栅片11；
横向间隔布置若干栏栅片11，并逐个纵向布置所述栏栅片11与各横向布置的所述栏栅片11垂直交错连接围设形成各所述单元胞体100；或者，纵向间隔布置若干栏栅片11，并横向布置若干所述栏栅片11与各纵向布置的所述栏栅片11垂直交错连接围设形成各所述单元胞体100。
进一步地，结合图3所示，制备若干所示栏栅片11时：于各所述栏栅片11开设若干插接线槽111，且使得各所述插接线槽111沿所述栏栅片11的长度方向等间距布置，各所述插接线槽111均由所述栏栅片11高度方向的一端朝向另一端延伸；
连接横向间隔布置的若干栏栅片11和纵向间隔布置的若干栏栅片11时：使得呈横向布置的各所述栏栅片11的所述插接线槽111与对应的呈纵向布置的各所述栏栅片11的插接线槽111相面对插接配合。
本实施例中，单元胞体100制造的其中第二种实施方式是：若干呈矩形阵列布置且连接的单元胞体100的制造包括如下步骤：
制备横向布置的若干栏栅片11与纵向布置的若干栏栅片11垂直交错连接围设形成各所述单元胞体100，且各横向布置的栏栅片11与各纵向布置的栏栅片11一体成型。
进一步地，结合图5～6所示，层叠连接所述蜂窝夹芯层1时，于各所述蜂窝夹芯层1相邻于另一所述蜂窝夹芯层1的端部和/或背离于另一所述蜂窝夹芯层1的端部连接间隔片2。
综上所述，本发明实施例提供的功能梯度蜂窝夹芯板及其制造方法具有至少以下三点优势：
第一，各蜂窝夹芯层1内部的单元胞体100结构尺寸可控，各蜂窝夹芯层1的单元胞体100的孔型一致性非常高，使得整块功能梯度蜂窝夹芯板具备非常优良的性能；
第二，功能梯度蜂窝夹芯板各蜂窝夹芯层1具有多种层叠组合方式，沿垂直方向的层叠结构变化多样，蜂窝夹芯层1各类多种多样，使其呈现功能强大的功能梯度式的吸能效果；
第三，功能梯度蜂窝夹芯板的制造工艺较为简单、生产成本低下，制造出的功能梯度蜂窝夹芯板的结构形态多样化，且制造出的功能梯度蜂窝夹芯板的吸能效果可以实现预测和控制。
以下对说明书附图1所示的功能梯度蜂窝夹芯板作进一步说明：该实施例所示的功能梯度蜂窝夹芯板分三层功能层(蜂窝夹芯层1)，每个功能层具有独立的夹芯(单元胞体100)，每层单元胞体100的材质、单元胞体100的高度h(即蜂窝夹芯层1的层高)、壁厚t以及大小l可以不同。即，相邻层的所述蜂窝夹芯层1的各所述单元胞体100的壁厚t1≠t2≠t3；相邻层的所述蜂窝夹芯层1的各所述单元胞体100的高度h1≠h2≠h3；相邻层的所述蜂窝夹芯层1的各所述单元胞体100的边长l1≠l2≠l3。如此使该功能梯度蜂窝夹芯板沿垂直方向上展现出功能梯度式的吸能效果。具体来说，就是当该功能梯度蜂窝夹芯板受到压缩或者冲击时，相对密度最低的功能层的夹芯会首先出现变形坍塌，吸收一部分压缩或冲击能量；当压缩或者冲击能量持续且不断增加，相对密度第二低的功能层就会接着发生变形坍塌，继续吸收增加的这一部分压缩或冲击能量；当压缩或者冲击能量再持续且不断增加，那么，相对密度从高到低的夹芯层，就会先后地发生变形坍塌，梯度式地不断吸收压缩或冲击的能量，对被保护的对象起到持续性的保护。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种功能梯度蜂窝夹芯板，其特征在于：包括至少两层蜂窝夹芯层，各层所述蜂窝夹芯层层叠连接；
各层所述蜂窝夹芯层均设有若干呈矩形阵列布置且连接的单元胞体，各所述单元胞体均具有中空孔且横截面呈矩形状；
位于同一层的所述蜂窝夹芯层的各所述单元胞体的结构和材质相同，位于相邻层的所述蜂窝夹芯层的各所述单元胞体的结构和/或材质不同。
2.根据权利要求1所述的功能梯度蜂窝夹芯板，其特征在于：位于相邻层的所述蜂窝夹芯层的各所述单元胞体的壁厚和/或材质不同。
3.根据权利要求1所述的功能梯度蜂窝夹芯板，其特征在于：位于相邻层的所述蜂窝夹芯层的各所述单元胞体的边长和/或材质不同。
4.根据权利要求1所述的功能梯度蜂窝夹芯板，其特征在于：位于相邻层的所述蜂窝夹芯层的各所述单元胞体的高度和/或材质不同。
5.根据权利要求1～4任一项所述的功能梯度蜂窝夹芯板，其特征在于：各层所述蜂窝夹芯层均包括若干栏栅片，呈矩形阵列布置且连接的各所述单元胞体通过横向布置的若干栏栅片与纵向布置的若干栏栅片垂直交错连接围设形成。
6.根据权利要求5所述的功能梯度蜂窝夹芯板，其特征在于：各所述栏栅片设有若干插接线槽；
各所述插接线槽沿所述栏栅片的长度方向等间距布置，且各所述插接线槽均由所述栏栅片高度方向的一端朝向另一端延伸；
呈横向布置的各所述栏栅片的所述插接线槽与对应的呈纵向布置的各所述栏栅片的插接线槽相面对插接配合。
7.根据权利要求6所述的功能梯度蜂窝夹芯板，其特征在于：各所述栏栅片高度方向的一端或两端设有若干位于相邻的两所述插接线槽之间的折片，所述折片垂直于所述栏栅片设置，且各所述折片均位于对应的所述单元胞体的所述中空孔内。
8.根据权利要求5所述的功能梯度蜂窝夹芯板，其特征在于：各横向间隔布置的所述栏栅片与各纵向间隔布置的所述栏栅片垂直交错一体成型。
9.根据权利要求1～4任一项所述的功能梯度蜂窝夹芯板，其特征在于：所述功能梯度蜂窝夹芯板还包括若干间隔片，各所述蜂窝夹芯层相邻于另一所述蜂窝夹芯层的端部和/或背离于另一所述蜂窝夹芯层的端部连接有所述间隔片。
10.一种功能梯度蜂窝夹芯板的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：
制备至少两层蜂窝夹芯层；
于各所述蜂窝夹芯层上设置若干呈矩形阵列布置且连接的单元胞体，并使得所述单元胞体均具有中空孔且横截面呈矩形状；
设置使得同一层的所述蜂窝夹芯层的各所述单元胞体的结构和材质相同；
将具有若干结构和/或材质不同的所述单元胞体的所述蜂窝夹芯层相邻设置并层叠连接。
11.根据权利要求10所述的功能梯度蜂窝夹芯板的制造方法，其特征在于：若干呈矩形阵列布置且连接的单元胞体的制造包括如下步骤：
制备若干栏栅片；
横向间隔布置若干栏栅片，并逐个纵向布置所述栏栅片与各横向布置的所述栏栅片垂直交错连接围设形成各所述单元胞体；或者，纵向间隔布置若干栏栅片，并横向布置若干所述栏栅片与各纵向布置的所述栏栅片垂直交错连接围设形成各所述单元胞体。
12.根据权利要求11所述的功能梯度蜂窝夹芯板的制造方法，其特征在于：制备若干所示栏栅片时：于各所述栏栅片开设若干插接线槽，且使得各所述插接线槽沿所述栏栅片的长度方向等间距布置，各所述插接线槽均由所述栏栅片高度方向的一端朝向另一端延伸；
连接横向间隔布置的若干栏栅片和纵向间隔布置的若干栏栅片时：使得呈横向布置的各所述栏栅片的所述插接线槽与对应的呈纵向布置的各所述栏栅片的插接线槽相面对插接配合。
13.根据权利要求10所述的功能梯度蜂窝夹芯板的制造方法，其特征在于：若干呈矩形阵列布置且连接的单元胞体的制造包括如下步骤：
制备横向布置的若干栏栅片与纵向布置的若干栏栅片垂直交错连接围设形成各所述单元胞体，且各横向布置的栏栅片与各纵向布置的栏栅片一体成型。
14.根据权利要求10所述的功能梯度蜂窝夹芯板的制造方法，其特征在于：层叠连接所述蜂窝夹芯层时，于各所述蜂窝夹芯层相邻于另一所述蜂窝夹芯层的端部和/或背离于另一所述蜂窝夹芯层的端部连接间隔片。
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