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用于施加載荷和/或錨定各種部件到復(fù)合夾層板中/上的插入件以及制造包括該插入件的...的制作方法

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用于施加載荷和/或錨定各種部件到復(fù)合夾層板中/上的插入件以及制造包括該插入件的 ...的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明設(shè)計(jì)一種插入件,用于施加載荷和/或錨定各種部件到復(fù)合夾層板中/上。本發(fā)明還涉及一種制造包括此類(lèi)插入件并且使用此類(lèi)插入件的輕質(zhì)支承結(jié)構(gòu)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]復(fù)合夾層板是一種特殊類(lèi)型的復(fù)合材料/結(jié)構(gòu),其通過(guò)將兩個(gè)相對(duì)薄但是較硬的面板附接到輕質(zhì)但較厚的芯體而制成。該芯體材料通常是相對(duì)較低強(qiáng)度的材料制成的,但是它的較大厚度為該夾層復(fù)合物提供了較高的彎曲剛度和總體上較低的密度。復(fù)合夾層板一般通過(guò)使芯體材料層置在能夠提供抗拉強(qiáng)度的兩個(gè)薄層之間而制成。該輕質(zhì)芯體通常通過(guò)粘結(jié)劑粘合和/或金屬釬焊而附接到所述面板。此形成了板狀組件。
[0003]所述面板通常是玻璃和/或碳纖維加強(qiáng)熱塑性塑料和/或諸如不飽和聚酯、環(huán)氧樹(shù)脂等熱固性聚合物的層合件??商鎿Q地,金屬薄片,優(yōu)選地諸如鋁等輕質(zhì)金屬,也可以用于夾層板的面板。夾層板的輕質(zhì)芯體通常是敞開(kāi)和/或關(guān)閉的蜂巢室狀泡沫(諸如聚氯乙烯、聚氨酯、聚乙烯或者聚苯乙烯泡沫,或復(fù)合泡沫)或者敞開(kāi)和/或關(guān)閉的蜂巢室狀金屬泡沫,所述金屬優(yōu)選地是諸如鋁等輕質(zhì)金屬。
[0004]通常,蜂窩結(jié)構(gòu),優(yōu)選地諸如鋁或玻璃纖維以及高級(jí)復(fù)合材料等輕質(zhì)金屬的蜂窩結(jié)構(gòu)由于它們優(yōu)良的比強(qiáng)度(強(qiáng)度一重量比)而優(yōu)選地作為輕質(zhì)芯體。蜂窩結(jié)構(gòu)是具有蜂窩的幾何形狀的結(jié)構(gòu),以允許最小化所使用的材料數(shù)量從而達(dá)到最小重量。蜂窩結(jié)構(gòu)的幾何形狀可以廣泛地變化,但是,所有這些結(jié)構(gòu)的共同特征是形成在薄豎直壁之間的一組中空巢室。所述巢室的形狀通常是柱形或六邊形的。蜂窩形結(jié)構(gòu)提供具有小密度、相對(duì)較高異面壓縮性和異面剪切性的材料。
[0005]復(fù)合夾層板的性能是正交各向異性的,因此,這些夾板根據(jù)該結(jié)構(gòu)的定向而進(jìn)行不同反應(yīng)。因此,需要區(qū)分中面力和異面力。在復(fù)合夾層板中,提供面板以用于傳遞中面力,同時(shí)提供輕質(zhì)芯體以用于較大的異面壓縮阻力。
[0006]復(fù)合夾層板廣泛使用,其中需要平坦或微彎的表面并且它們的較高的強(qiáng)度一重量比是有益的。為此原因,它們用于航空航天工業(yè),并且已經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間在飛行器和火箭中起重要作用。雖然夾層板能夠運(yùn)載較大載荷,但是由于根據(jù)所施加的力的方向的所述不同強(qiáng)度,施加載荷和/或錨定各種部件需要專(zhuān)用方案。為了充分利用復(fù)合夾層板的高級(jí)性能,并且避免其損害,來(lái)自諸如透鏡、天線(xiàn)等附接部件的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)載荷必須最佳地傳遞到該結(jié)構(gòu)。由于飛行器、航天器、火箭、衛(wèi)星等易于受到大約達(dá)100g的較強(qiáng)振動(dòng),在各部件的附接到用于攜帶它們的夾層板的附接點(diǎn)上的載荷是非常高的。
[0007]為了滿(mǎn)足這些嚴(yán)格的要求,部件的錨定和載荷施加可以通過(guò)裝配到夾層結(jié)構(gòu)中的插入件來(lái)實(shí)現(xiàn),所述插入件諸如是GB1328429公開(kāi)的插入件。同時(shí),所述插入件應(yīng)當(dāng)裝配成平坦地坐置在復(fù)合夾層板內(nèi)。該過(guò)程現(xiàn)在主要由手動(dòng)執(zhí)行,或者通過(guò)復(fù)雜的過(guò)程執(zhí)行,該復(fù)雜的過(guò)程涉及需要各種工具和輔助裝置的勞動(dòng)密集型生產(chǎn)步驟。例如,GB 1328429的插入件通過(guò)使用平行于復(fù)合夾層板的面板的輔助板進(jìn)行安裝,在將它插入該夾層板期間以及在用于將插入件附著到夾層板中的粘結(jié)劑固化期間,該輔助板附接到該插入件。然而,這可能需要48個(gè)小時(shí),此使得該過(guò)程非常低效。另外,通常粘結(jié)劑的意外泄露可能將輔助板粘合到該插入件,此導(dǎo)致插入件被加壓或者在最壞的情況會(huì)在移除輔助板期間拉出該夾層板,由此損壞整個(gè)夾層板。另外,用于施加載荷到復(fù)合夾層板中的已知插入件必須非常精確地與它們所安裝到的切口對(duì)準(zhǔn),此使得自動(dòng)組裝變得不可能或者非常昂貴。
[0008]要解決的問(wèn)題
[0009]因此,本發(fā)明的目的是提供一種用于施加載荷和/或錨定各種部件到復(fù)合夾層板上的插入件,該插入件能夠容易地裝配到復(fù)合夾層板中,而不需要各種工具和輔助,并且?guī)缀醪恍枰Α?br>[0010]本發(fā)明的其它目的是提供一種制造輕質(zhì)支承結(jié)構(gòu)的方法,該輕質(zhì)支承結(jié)構(gòu)包括復(fù)合夾層板和插入件,該插入件允許將各種部件安全且牢固地錨定到并且最優(yōu)地施加載荷到此類(lèi)復(fù)合夾層板中,同時(shí)在不需要各種工具和輔助的情況下,顯著地減少提供此功能的努力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是提供一種插入件,該插入件用于施加載荷和/或錨定各種部件到復(fù)合夾層板中/上,該復(fù)合夾層板可以容易地裝配到復(fù)合夾層板中,而不需要各種工具和輔助并且?guī)缀醪恍枰Γ鶕?jù)本發(fā)明,藉由一種插入件來(lái)實(shí)現(xiàn)該目的,該插入件包括:旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的內(nèi)插入環(huán)、相對(duì)于所述內(nèi)插入環(huán)同心布置的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的外插入環(huán)、將所述內(nèi)插入環(huán)和所述外插入環(huán)連接的插入連接部以及設(shè)置在所述內(nèi)插入環(huán)和所述外插入環(huán)之間的插入槽。
[0012]本發(fā)明的其它目的是提供一種制造輕質(zhì)支承結(jié)構(gòu)的方法,該輕質(zhì)支承結(jié)構(gòu)包括復(fù)合夾層板和插入件,該插入件允許將各種部件安全且牢固地錨定到并且最佳地施加載荷到此類(lèi)復(fù)合夾層板中,同時(shí)在不需要各種工具和輔助的情形下顯著地減少提供此類(lèi)功能的努力,根據(jù)本發(fā)明,通過(guò)包括以下步驟的方法實(shí)現(xiàn)了該目的:
[0013]-提供一種復(fù)合夾層板,其包括:
[0014]-第一面板,和
[0015]-輕質(zhì)芯體,該輕質(zhì)芯體附接到第一面板,
[0016]-通過(guò)使旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的插入件圍繞其旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)而切割貫穿第一面板并且進(jìn)入所述輕質(zhì)芯體,而在所述復(fù)合夾層板中切出基本旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)和基本同心的內(nèi)切口和外切口,所述插入件包括內(nèi)插入環(huán)和外插入環(huán),它們至少部分地設(shè)置有研磨涂層和/或鋸齒形幾何形狀;
[0017]-通過(guò)切出所述內(nèi)切口和外切口,提供它們之間的支承部,所述支承部包括從所述輕質(zhì)芯體切出的芯體支承部和從所述第一面板切出的位于頂部的支承面板盤(pán)。
[0018]-將插入件裝配到所述切口以用于施加載荷和/或錨定各種部件到復(fù)合夾層板中/上;
[0019]其中,所述切口構(gòu)造成用于接收所述插入件,并且其中所述支承部構(gòu)造成用于將所述插入件穩(wěn)定在該復(fù)合夾層板中。
[0020]有益效果
[0021]本發(fā)明的最重要優(yōu)勢(shì)是施加載荷和/或錨定各種部件到復(fù)合夾層板中/上可以容易地實(shí)現(xiàn),而不需要任何工具和輔助,并且?guī)缀醪恍枰Α?br>[0022]可以防止在該插入件和復(fù)合夾層板上的應(yīng)力和粘結(jié)劑的泄漏。
[0023]在各優(yōu)選實(shí)施例的一個(gè)中,在復(fù)合夾層板中切出切口以用于接收插入件的過(guò)程可以通過(guò)使用插入件本身進(jìn)行,此不僅消除了專(zhuān)用刀具的需要,而且也是消除了制造步驟。
[0024]在另一優(yōu)選實(shí)施例中,也可以避免當(dāng)將插入件裝配到復(fù)合夾層板中時(shí)的對(duì)準(zhǔn)困難。
[0025]在又一優(yōu)選實(shí)施例中,用于將插入件固定在復(fù)合夾層板中的粘結(jié)劑的提供過(guò)程可以通過(guò)自包含粘結(jié)劑而簡(jiǎn)化,其中,同時(shí)確保了粘結(jié)劑的均勻圓周分布。
【附圖說(shuō)明】
[0026]通過(guò)該說(shuō)明書(shū)并且參照各個(gè)附圖,在下文中詳細(xì)描述本發(fā)明的其它特征和優(yōu)勢(shì),附圖中:
[0027]圖1是已知復(fù)合夾層板的立體圖;
[0028]圖2A是具有第一面板和第二面板的已知優(yōu)選復(fù)合夾層板的立體圖;
[0029]圖2B示出了圖2A的已知優(yōu)選復(fù)合夾層板的側(cè)視圖。
[0030]圖2C是具有第一面板和第二面板的已知優(yōu)選復(fù)合夾層板的立體圖;
[0031]圖3A是復(fù)合夾層板的俯視圖;
[0032]圖3B是圖3A的復(fù)合夾層板的沿X_X’的立體剖視圖;
[0033]圖3C是圖3A的復(fù)合夾層板的沿X-X’的立體剖視圖;
[0034]圖3D是圖3C的復(fù)合夾層板的沿Y-Y’的俯視剖視圖;
[0035]圖3E是圖3C的復(fù)合夾層板的沿Y-Y’的
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