本技術(shù)涉及復(fù)合材料，特別涉及一種蜂窩芯結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、蜂窩板是具有類似蜂窩結(jié)構(gòu)幾何形狀的板材。塑料蜂窩板具有輕質(zhì)、高強、隔熱、隔音等特性，可以替代傳統(tǒng)的金屬板、紙板、木板等，并用于建筑模板、貨車、冷藏車和物流車用廂、活動板房、游艇、隔斷等領(lǐng)域，應(yīng)用十分廣泛。傳統(tǒng)的塑料蜂窩復(fù)合板是由上下兩表面為聚丙烯纖維復(fù)合紗織物或預(yù)浸帶，芯材為聚丙烯原料制成的蜂窩狀結(jié)構(gòu)材料，通過加熱復(fù)合而成，其存在的問題是蜂窩芯結(jié)構(gòu)強度有限，在對力學(xué)性能要求較高的應(yīng)用場合難以滿足使用需求。而且隨著碳中和、碳達峰的推行，需要探索更有利于可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃，滿足不同領(lǐng)域節(jié)能減排及輕量化設(shè)計需求的蜂窩芯復(fù)合材料。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本實用新型要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)蜂窩芯結(jié)構(gòu)強度有限的缺陷，提供一種蜂窩芯結(jié)構(gòu)。

2、本實用新型是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題：

3、一種蜂窩芯結(jié)構(gòu)，所述蜂窩芯結(jié)構(gòu)包括多個依次排列設(shè)置的空心柱體，

4、所述空心柱體由兩個對稱設(shè)置的雙圓弧齒形壁圍設(shè)而成，使得所述空心柱體的截面為六邊形，每個所述雙圓弧齒形壁均包括依次連接的三個齒形壁，相鄰所述齒形壁之間通過圓弧相連接；

5、所述蜂窩芯結(jié)構(gòu)由復(fù)合材料制成，所述復(fù)合材料包括生物基聚酰胺樹脂基體和連續(xù)纖維。

6、在本技術(shù)方案中，通過采用這種結(jié)構(gòu)形式的雙圓弧齒形壁使其形成空心柱體，并結(jié)合上述所述的復(fù)合材料，能夠得到結(jié)構(gòu)強度優(yōu)異的蜂窩芯結(jié)構(gòu)，提高了蜂窩芯結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能。具體而言，蜂窩芯的截面形狀為六邊形，并且結(jié)合雙圓弧齒形壁的結(jié)構(gòu)形式，六邊形結(jié)構(gòu)的均勻性和穩(wěn)定性可以為蜂窩芯提供更好的抗彎曲和抗擠壓性能，雙圓弧齒形壁的結(jié)構(gòu)形式提供更好的支撐和分散力量，二者能夠整體增強蜂窩芯結(jié)構(gòu)的抗壓能力。

7、同時，采用這種具有較高強度和剛度，同時也可能具有較低重量的復(fù)合材料，不僅有利于可持續(xù)發(fā)展的規(guī)劃，減少對非可再生資源的依賴，還可以滿足不同領(lǐng)域節(jié)能減排及輕量化的設(shè)計需求，能夠廣泛應(yīng)用于高強度和輕量化的場合。

8、較佳地，所述雙圓弧齒形壁至少含有一層單向預(yù)浸帶和/或至少含有一層纖維布。所述纖維布優(yōu)選為玻璃纖維布。

9、在本技術(shù)方案中，雙圓弧齒形壁采用這種結(jié)構(gòu)形式，能夠充分利用不同類型的纖維增強材料，以獲得所需的力學(xué)性能。具體而言，內(nèi)層的單向預(yù)浸帶可以提供單向的強度，而中間層的纖維布可以提供多方向的強度和穩(wěn)定性，外層的單向預(yù)浸帶可以進一步增加其自身強度。這種復(fù)合結(jié)構(gòu)的設(shè)計旨在實現(xiàn)高性能、高強度的蜂窩芯結(jié)構(gòu)，能夠廣泛適用于多種應(yīng)用領(lǐng)域。

10、較佳地，所述雙圓弧齒形壁包括內(nèi)層、中間層和外層，所述內(nèi)層和所述外層分別至少含有一層單向預(yù)浸帶，所述中間層至少含有一層纖維布。

11、在本技術(shù)方案中，雙圓弧齒形壁采用這種結(jié)構(gòu)形式，能夠充分利用不同類型的纖維增強材料，以獲得所需的力學(xué)性能。具體而言，內(nèi)層和外層的單向預(yù)浸帶提供了單向強度，而中間層的纖維布可以增加多方向的強度和穩(wěn)定性。這種組合結(jié)構(gòu)可以用于需要特定強度和剛度方向的應(yīng)用，并且可以在多方向上提供更好的性能。這種復(fù)合結(jié)構(gòu)的設(shè)計旨在實現(xiàn)高性能、高強度的蜂窩芯結(jié)構(gòu)，能夠廣泛適用于多種應(yīng)用領(lǐng)域。

12、較佳地，當(dāng)所述單向預(yù)浸帶設(shè)有兩層以上時，相鄰兩層所述單向預(yù)浸帶中連續(xù)纖維的夾角范圍在0-90°之間。

13、在本技術(shù)方案中，采用這種結(jié)構(gòu)形式，可以增加蜂窩芯結(jié)構(gòu)的多方向強度，使其在各個方向上都具有較好的力學(xué)性能。并且，連續(xù)纖維的夾角設(shè)計還有助于提高蜂窩芯結(jié)構(gòu)的彎曲性能，即不同方向上的纖維排列可以使蜂窩芯結(jié)構(gòu)更好地抵抗彎曲應(yīng)力，增加其剛度。同時，這種夾角范圍設(shè)計還可以提高蜂窩芯結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，減少其自身的變形和撓曲，使蜂窩芯結(jié)構(gòu)在負載下保持穩(wěn)定。

14、較佳地，所述雙圓弧齒形壁中連續(xù)纖維的延伸方向與所述空心柱體的高度方向的夾角為α，且0°≤α≤90°。

15、在本技術(shù)方案中，當(dāng)α為零度時，雙圓弧齒形壁中連續(xù)纖維的延伸方向與空心柱體高度方向平行；當(dāng)α為90度時，雙圓弧齒形壁中連續(xù)纖維的延伸方向與空心柱體高度方向垂直。所以，采用這種結(jié)構(gòu)形式，增加了蜂窩芯結(jié)構(gòu)在多方向上的性能，可以在垂直、水平和斜向方向上提供強度和剛度。并且，通過特定設(shè)置α的角度，不僅可以優(yōu)化材料的彎曲性能，以適應(yīng)不同的應(yīng)用場合，滿足不同方向上的抗彎曲性能，還可以更好地控制蜂窩芯結(jié)構(gòu)上應(yīng)力的分布，從而提高蜂窩芯結(jié)構(gòu)的性能和穩(wěn)定性。

16、較佳地，所述單向預(yù)浸帶的厚度范圍在0.15mm-0.5mm之間；

17、和/或，所述雙圓弧齒形壁的厚度范圍在0.15-2.0mm之間。

18、在本技術(shù)方案中，采用這種結(jié)構(gòu)形式的單向預(yù)浸帶和/或雙圓弧齒形壁在滿足力學(xué)性能的基礎(chǔ)上，可以降低蜂窩芯結(jié)構(gòu)的整體重量。具體可以根據(jù)具體需求和應(yīng)用來實現(xiàn)材料的輕量化設(shè)計和性能優(yōu)化。

19、較佳地，相鄰所述齒形壁之間的所述圓弧直徑相等；

20、所述圓弧的直徑范圍在0.5mm-3.0mm之間；

21、和/或，每個所述雙圓弧齒形壁的所述齒形壁長度相等；

22、所述齒形壁的長度范圍在5mm-20mm之間。

23、在本技術(shù)方案中，相鄰齒形壁的圓弧直徑相等和/或齒形壁的長度相等可以提供材料的均勻性和一致性，并且均勻的設(shè)計有助于提高蜂窩芯結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，使其在負載下保持一致的性能。

24、較佳地，所述空心柱體的截面尺寸的最大直徑范圍在0.6cm-4.0cm之間。

25、在本技術(shù)方案中，采用這種結(jié)構(gòu)形式的截面尺寸可以增加空心柱體中雙圓弧齒形壁的緊密度，提高蜂窩芯結(jié)構(gòu)的強度，可以幫助蜂窩芯結(jié)構(gòu)更好地抵抗外部應(yīng)力和負載。所以，可以根據(jù)自身需求，來調(diào)整空心柱體截面尺寸的距離范圍以實現(xiàn)更好的結(jié)構(gòu)強度、剛性控制和性能優(yōu)化。

26、較佳地，每個所述空心柱體的截面尺寸在0.5cm2-10cm2的范圍內(nèi)。

27、在本技術(shù)方案中，采用這種結(jié)構(gòu)形式，可以增加空心柱體中雙圓弧齒形壁的緊密度，提高蜂窩芯結(jié)構(gòu)的強度，可以幫助蜂窩芯結(jié)構(gòu)更好地抵抗外部應(yīng)力和負載。所以，可以根據(jù)自身需求，來調(diào)整空心柱體的截面尺寸以實現(xiàn)更好的結(jié)構(gòu)強度、剛性控制和性能優(yōu)化。

28、較佳地，所述連續(xù)纖維的體積占所述復(fù)合材料體積的30％-75％。

29、在本技術(shù)方案中，采用這種結(jié)構(gòu)形式，較高的連續(xù)纖維體積比例會提高復(fù)合材料的強度和剛度。并且，高體積比例的連續(xù)纖維不僅可以提高復(fù)合材料的耐磨性，使其更適合需要經(jīng)受磨損的環(huán)境和應(yīng)用，還可以提高復(fù)合材料的耐腐蝕性，使其更適合在腐蝕性環(huán)境中使用。

30、較佳地，在所述雙圓弧齒形壁遠離所述空心柱體中心軸線的外側(cè)表面還設(shè)有和相鄰所述空心柱體相連接的粘結(jié)層；

31、所述粘結(jié)層的材料選自熔點在60-220℃范圍內(nèi)的樹脂。

32、在本技術(shù)方案中，粘結(jié)層可以將雙圓弧齒形壁與相鄰空心柱體連接在一起，選擇具有適當(dāng)熔點范圍的樹脂材料可以確保粘結(jié)層在預(yù)期溫度范圍內(nèi)保持其粘結(jié)性能，從而提供結(jié)構(gòu)連接的強度。并且，選擇合適的樹脂材料可以確保它與其他材料兼容，不僅與雙圓弧齒形壁和空心柱體相連，還與雙圓弧齒形壁中的材料在成分中相互協(xié)調(diào)。同時，粘結(jié)層的材料熔點范圍的選擇還可以影響粘接質(zhì)量，在熔點范圍內(nèi)選擇適當(dāng)?shù)臉渲牧峡梢源_保充分的粘接性能，避免在不同溫度下發(fā)生剝離或松動。此外，選擇適當(dāng)?shù)臉渲牧峡梢蕴岣呔S修和修復(fù)的可行性。

33、較佳地，所述蜂窩芯結(jié)構(gòu)的表觀密度在65kg/m3-200?kg/m3的范圍內(nèi)。

34、在本技術(shù)方案中，將表觀密度限定在上述范圍內(nèi)，可以使得蜂窩芯結(jié)構(gòu)相對較輕，并且這個范圍內(nèi)的密度可以在強度和剛度之間找到平衡點。

35、本實用新型的積極進步效果在于：通過采用這種結(jié)構(gòu)形式的雙圓弧齒形壁使其形成空心柱體，并結(jié)合上述所述的復(fù)合材料，能夠得到結(jié)構(gòu)強度優(yōu)異的蜂窩芯結(jié)構(gòu)，提高了蜂窩芯結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能。具體而言，蜂窩芯的截面形狀為六邊形，并且結(jié)合雙圓弧齒形壁的結(jié)構(gòu)形式，六邊形結(jié)構(gòu)的均勻性和穩(wěn)定性可以為蜂窩芯提供更好的抗彎曲和抗擠壓性能，雙圓弧齒形壁的結(jié)構(gòu)形式提供更好的支撐和分散力量，二者能夠整體增強蜂窩芯結(jié)構(gòu)的抗壓能力。

36、同時，采用這種具有較高強度和剛度，同時也可能具有較低重量的復(fù)合材料，不僅有利于可持續(xù)發(fā)展的規(guī)劃，減少對非可再生資源的依賴，還可以滿足不同領(lǐng)域節(jié)能減排及輕量化的設(shè)計需求，能夠廣泛應(yīng)用于高強度和輕量化的場合。