專利名稱：一種方艙復合板的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種復合板，具體涉及一種方艙復合板。
背景技術：
方艙是指能對人員和裝備提供適宜的工作環境和安全防護，便于實施多種方式裝卸和運輸的工作間，在航天測控、野戰救護、抗震救災、石油和地質勘探等方面應用也很廣泛。方艙是一種獨立廂體，能在惡劣的外在環境條件下提供良好的內部工作環境，且具有多種防護能力，機動性能好，能適應多種運輸形式，如直升機吊運、機動車運輸等。復合大板式方艙是方艙的主要結構型式之一，由數塊復合夾 芯板搭接而成。現有的復合夾芯板結構為外側蒙皮采用鋁板，內側采用鋼板，中間用鋼質骨架增加結構強度，用椴木和聚氨酯泡沫隔熱，蒙皮與骨架、隔熱材料之間用結構膠粘結。方艙在野外使用過程中，由于工作條件惡劣，載荷工況復雜，容易出現復合夾芯板膠層脫粘現象，給產品質量和外觀造成不利影響。方艙復合板的脫粘問題在方艙復合板生產中是一個帶有普遍性的問題，研究表明，熱載荷是影響方艙復合板脫粘的主要原因之一，當溫度劇烈變化時，鋁合金外蒙皮與內側的聚氨酯泡沫和鋼質骨架外側的椴木之間會產生很大的熱應力，方艙復合板脫粘的一個主要原因是由于結構的熱變形所致。
發明內容
本發明的目的在于提供一種熱應力較小的方艙復合板，以解決現有方艙復合板存在的膠層脫粘問題。本發明的目的是這樣實現的，一種方艙復合板，包括外蒙皮、內蒙皮及中間夾層，所述外蒙皮與所述中間夾層之間設有橡膠層。所述橡膠層與所述外蒙皮、所述中間夾層之間用粘合劑粘結。所述中間夾層包括聚氨酯泡沫、鋼質骨架及所述鋼質骨架外側的椴木，所述橡膠層設置在所述外蒙皮與所述聚氨酯泡沫、所述椴木之間。本發明具有如下有益效果I、本發明在外蒙皮與中間夾層之間設置橡膠層，由于橡膠的彈性模量比聚氨酯泡沫和椴木的彈性模量小很多，因此，外蒙皮與橡膠之間的熱應力小，同時由于橡膠的許用應變比聚氨酯泡沫和椴木大很多，使得外蒙皮與橡膠層不容易脫粘，解決了現有方艙在高溫下由于熱變形引起的脫粘問題。2、本發明在外蒙皮與內部的泡沫和椴木之間增加橡膠層，橡膠與外蒙皮、泡沫及椴木之間用粘合劑粘結，可在外蒙皮與內層骨架之間起到減振和緩沖作用，減小了運輸過程中沖擊、振動造成的外蒙皮與內層結構之間的附加應力，減少了運輸過程中的脫粘問題。
圖I為本發明方艙復合板斷面結構示意圖2為現有方艙復合板斷面結構示意圖；圖3為現有方艙復合板熱載荷的應力分布圖；圖4為現有方艙復合板聚氨酯泡沫熱載荷的應力分布圖；圖5為現有方艙復合板鍛木熱載荷的應力分布圖；圖6為本發明方艙復合板熱載荷的應力分布圖；圖7為本發明方艙復合板聚氨酯泡沫熱載荷的應力分布圖；圖8為本發明方艙復合板橡膠熱載荷的應力分布圖；圖9為本發明方艙復合板鍛木熱載荷的應力分布圖。 圖中，I.外蒙皮，2.內蒙皮，3.中間夾層，3-1.聚氨酯泡沫，3-2.鋼質骨架，3_3椴木，4.橡I父層。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明進行詳細說明。一種方艙復合板，包括外蒙皮I、內蒙皮2及中間夾層3，中間夾層3包括聚氨酯泡沫3-1、鋼質骨架3-2及鋼質骨架3-2外側的椴木3-3，橡膠層4設置在外蒙皮I與聚氨酯泡沫3-1、椴木3-3之間且用粘合劑粘結，外蒙皮I為鋁合金。本發明可行性理論分析當方艙頂層受到高溫日照，艙內又保持室溫時，外蒙皮I受到很高的熱載荷。橡膠層4的彈性模量比鋁合金和聚氨酯泡沫3-1都小，鋁合金和聚氨酯泡沫3-1變形程度不同，橡膠層4在鋁合金和聚氨酯泡沫3-1中間可以彌補它們的變形差，減小熱應力，因此方艙復合板脫粘的幾率減小。本發明的具體效果分析采用有限元法對現有技術結構和本發明結構進行比較分析，以外蒙皮為96°C，聚氨酯泡沫3-1、椴木3-3、鋼質骨架3-2、內蒙皮2為20°C的極限工況條件做計算。具體材料特性參數如下表I。表I材料特性參數
彈性模
材料量 泊松比線性膨脹系數 鋼 2..00E+11 0.3 1.22E-05培 7.00E+10 0.3 2.00E-05
椴木 1.1OE+10 0.33 8.00E-07 橡膠 2.14E+06 0.47 2.00E-04 泡沬 8.00E+06 0.3 7.00E-05
運用有限元法，對現有技術結構和本發明結構進行分析。圖I為本發明方艙復合板斷面結構示意圖；圖2為現有方艙復合板斷面結構示意圖；圖3為現有方艙復合板熱載荷的應力分布圖；圖4為現有方艙復合板聚氨酯泡沫熱載荷的應力分布圖,最高應力為48. 342KPa ;圖5為現有方艙復合板椴木熱載荷的應力分布圖，最高應力為IOMPa ;圖6為本發明方艙復合板熱載荷的應力分布圖；圖7為本發明方艙復合板聚氨酯泡沫熱載荷的應力分布圖，最高應力為47. 192KPa;圖8為本發明方艙復合板橡膠層熱載荷的應力分布圖，橡膠層4與椴木3-3粘接處的最高應力為20. 165KPa，較現有方艙復合板結構椴木3_3與外蒙皮I粘接處的最大應力IOMPa降低了 99. 79% ;橡膠層4與外蒙皮I粘接處的最高應力為14. 392KPa，較之現有方艙復合板結構聚氨酯泡沫3_1與外蒙皮I粘接處的應力48. 342KPa降低了 70. 23% ;圖9為本發明方艙復合板椴木3_3熱載荷的應力分布圖，最高應力為3. 32MPa，較之原結構中椴木3_3的最高應力IOMPa降低了 66. 8%。由于方艙復合板脫粘發生在外蒙皮I與內層結構(聚氨酯泡沫3-1、椴木3-3、橡膠層4)之間的粘結層上，內層結構的模量遠低于外蒙皮I (鋁合金)的模量，粘接的膠層很薄(約O. 25mm)，脫粘與否主要取決于內層結構在粘接層附近的應力。從應力分析結果可以看 出，本發明結構中橡膠層4靠近外蒙皮I 一側的最大應力比現有技術結構中聚氨酯泡沫3-1和椴木3-3靠近外蒙皮I 一側的最大應力小99. 85%，并且橡膠的拉斷伸長率可達500%左右，相比之下，本發明結構比現有結構的熱應力大幅度降低，熱變形很小，因此，在高溫下很不容易脫粘。此外，由于橡膠的彈性模量低于聚氨酯泡沫和椴木，本發明在運輸過程中由于沖擊、振動在外蒙皮I和橡膠層4之間產生的應力比現有技術結構在外蒙皮I和內層的聚氨酯泡沫3-1和椴木3-3之間的應力低，本發明結構比現有結構在運輸過程中也不易脫粘。
權利要求
1.一種方艙復合板，其特征在于包括外蒙皮(I)、內蒙皮(2)及中間夾層(3)，所述外蒙皮(I)與所述中間夾層(3 )之間設有橡膠層(4 )。
2.如權利要求I所述的方艙復合板，其特征在于所述橡膠層(4)與所述外蒙皮(I)、所述中間夾層(3)之間用粘合劑粘結。
3.如權利要求I或2所述的方艙復合板，其特征在于所述中間夾層(3)包括聚氨酯泡沫(3-1)、鋼質骨架(3-2)及所述鋼質骨架(3-2)外側的椴木(3-3)，所述橡膠層(4)設置在所述外蒙皮(I)與所述聚氨酯泡沫(3-1)、所述椴木(3-3 )之間。
全文摘要
一種方艙復合板，包括外蒙皮、內蒙皮及中間夾層，所述外蒙皮與所述中間夾層之間設有橡膠層。本發明在外蒙皮與中間夾層之間設置橡膠層，由于橡膠的彈性模量比聚氨酯泡沫和椴木的彈性模量小很多，因此，外蒙皮與橡膠之間的熱應力小，從而減小了熱變形現象，解決了現有方艙在高溫下由于熱變形引起的脫粘問題；同時，橡膠層與外蒙皮、泡沫及椴木之間用粘合劑粘結，可在外蒙皮與內層骨架之間起到減振和緩沖作用，減小了運輸過程中沖擊、振動造成的外蒙皮與內層結構之間的附加應力，因此減少了運輸過程中的脫粘問題。
文檔編號E04C2/284GK102704615SQ201210186268
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月7日 優先權日2012年6月7日
發明者何花蘭, 李德信, 王世軍, 趙金娟 申請人:西安理工大學