一种防开裂夹芯板的制作方法

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1.本实用新型涉及风电叶片、海工、航空的技术领域，尤其是指一种防开裂夹芯板。

背景技术：

2.复合材料面板-泡沫芯材夹芯板(以下简称
‘
夹芯板’)结构受载时，常见的破坏模式为：泡沫芯材1在受剪状态下斜向开裂后，裂纹扩展至靠近复合材料面板2的位置，并沿着面板继续扩展，如图1所示。一般夹芯板结构对这种破坏模式的损伤容忍度较低，泡沫芯材为多孔及低强度材料，本身容易产生裂纹且裂纹扩展的临界断裂能量较低，一旦裂纹如上述方式发展，即容易导致夹芯板的整块面板被剥离，导致夹芯板结构完全失去承载能力。
3.应对上述问题，一种优化思路为使用微观纤维类型的添加剂以增强泡沫材料的强度与临界断裂能量，但由于在夹芯板中泡沫芯材的体量较大，此方法的材料成本可能较高。另一种优化思路为在夹芯板厚度方向使用增强纤维，起到将面板与芯材缝合起来的效果，但是这种方法的生产加工难度较大。还有一种目前常用的优化方法为在泡沫芯材的厚度方向开孔，在夹芯板生产时使强度较高的树脂或结构胶可灌入孔中，起到增强效果，此方法在可行性与成本方面较优，不过若开孔密度较低，则对裂纹扩展的抑制效果不明显。

技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种防开裂夹芯板，能够在泡沫芯材开裂后，将裂纹局限在一定区域内，避免裂纹扩展后使整块复合材料面板剥离。
5.为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种防开裂夹芯板，所述夹芯板包括泡沫芯材以及复合于泡沫芯材上下两侧面的两个复合材料面板；还包括止裂条，所述止裂条设于泡沫芯材内部，并将泡沫芯材的左右两侧隔断开，其左右两侧面分别与两侧的泡沫芯材粘接，其顶面和底面分别与两个复合材料面板粘接，通过止裂条使发生于泡沫芯材一侧的开裂隔断于止裂条安装的位置，进而避免裂纹沿着复合材料面板扩展导致整块复合材料面板被剥离。
6.进一步，所述止裂条与泡沫芯材相接触的其中一侧面上形成有梯形凹槽，所述梯形凹槽的开口端宽于槽底，通过止裂条引导泡沫芯材中的裂纹沿着梯形凹槽的斜面发展，从而将泡沫芯材开裂的区域隔断于止裂条安装的位置。
7.进一步，所述止裂条与泡沫芯材相接触的两个侧面上均形成有梯形凹槽，所述梯形凹槽的开口端面宽于凹槽底面，通过止裂条引导泡沫芯材中的裂纹沿着其梯形凹槽的斜面发展，从而将泡沫芯材开裂的区域隔断于止裂条安装的位置。
8.进一步，所述梯形凹槽的两个斜面分别与止裂条的顶面和底面之间形成尖锐的夹角。
9.进一步，所述止裂条的横截面呈底部开口的梯形结构，且其开口朝向泡沫芯材，其包括依次连接的第一斜边、顶边和第二斜边，所述第一斜边和第二斜边的端部的外侧面分别与两个复合材料面板相接触，且所述第一斜边和第二斜边的端部分别形成尖锐的夹角。
10.进一步，所述止裂条为塑料件或硅胶件。
11.本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
12.1、通过在夹芯板内增设止裂条，当泡沫芯材中出现裂纹时，止裂条可引导并隔断裂纹沿复合材料面板的扩展，提高了夹芯板结构的损伤容忍度。
13.2、止裂条的材料无特殊要求，一般塑料材料即可满足，材料成本较低。
14.3、止裂条在夹芯板中的安装方式简易，同时可兼容其它常见的夹芯板防裂增强方法。
附图说明
15.图1为现有技术中夹芯板常见的泡沫芯材开裂与扩展模式。
16.图2为实施例1中防开裂夹芯板的结构示意图。
17.图3为实施例1中止裂条的结构示意图。
18.图4为实施例1中防开裂夹芯板内的止裂条引导裂纹扩展方向的效果图。
19.图5为实施例2中防开裂夹芯板的结构示意图。
20.图6为实施例3中防开裂夹芯板的结构示意图。
21.图7为实施例3中止裂条的结构示意图。
22.图8为止裂条在夹芯板结构中开裂风险较高区域的第一种应用示例。
23.图9为止裂条在夹芯板结构中开裂风险较高区域的第二种应用示例。
24.图10为止裂条在夹芯板结构中开裂风险较高区域的第三种应用示例。
25.图11为止裂条在夹芯板结构中开裂风险较高区域的第四种应用示例。
具体实施方式
26.下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明,但本实用新型的使用方式不限于此。
27.实施例1
28.如图2、图3所示，本实施例所述的防开裂夹芯板，所述夹芯板包括泡沫芯材1以及复合于泡沫芯材1上下两侧面的两个复合材料面板2；还包括止裂条3，所述止裂条3设于泡沫芯材1内部，并将泡沫芯材1的左右两侧隔断开，其左右两侧面分别与两侧的泡沫芯材1粘接，其顶面和底面分别与两个复合材料面板2粘接，且止裂条3与泡沫芯材1相接触的其中一侧面上形成有梯形凹槽301，所述梯形凹槽301的开口端宽于槽底。
29.如图4所示，通过止裂条3引导泡沫芯材1中的裂纹沿着其梯形凹槽301的斜面3011发展，从而使发生于泡沫芯材1一侧的开裂隔断于止裂条3安装的位置，进而避免裂纹沿着复合材料面板2扩展导致整块复合材料面板2被剥离。
30.具体的，梯形凹槽的两个斜面3011分别与止裂条的顶面3012和底面3013之间形成尖锐的夹角3014。
31.具体的，止裂条3为塑料或硅胶材质，重量轻且与大部分的泡沫、树脂、粘接胶具有兼容性。
32.在夹芯板生产时，首先将止裂条3的两侧面分别与左右两侧的泡沫芯材1进行粘接，接着将复合材料面板2粘接在泡沫芯材1的上下两侧；若夹芯板使用灌注方式生产，将泡
沫芯材1与止裂条3紧靠，接着将复合材料面板2覆盖在泡沫芯材1和止裂条3的上下两侧，接着通过灌注将其形成一个整体。
33.实施例2
34.如图5所示，本实施例与实施例1的不同之处在于：止裂条3与泡沫芯材1相接触的两个侧面上均形成有梯形凹槽301，梯形凹槽301的开口端面宽于凹槽底面。
35.实施例3
36.如图6、图7所示，本实施例与实施例1的不同之处在于：止裂条4的横截面呈底部开口的梯形结构，其开口朝向泡沫芯材1，其包括依次连接的第一斜边401、顶边402和第二斜边403，所述第一斜边401和第二斜边403的端部的外侧面分别与两个复合材料面板2相接触，且第一斜边401和第二斜边403的端部分别形成尖锐的夹角404。
37.应用时，建议将止裂条优先布置在应力集中区域的附近，即容易出现裂纹的起始位置，以更有效地限制裂纹扩展，如图8所示，将止裂条3布置于夹芯板变厚度的过渡区域；如图9所示，将止裂条3布置于夹芯板与其它部件连接的区域；如图10所示，将止裂条3布置于夹芯板的对接拼缝区域。另外，在夹芯板的关键区域，亦可将止裂条3大范围呈网格状布置，如图11所示，一旦泡沫芯材裂纹出现后将裂纹限制在一个网格内。
38.以上所述之实施例子只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。

技术特征：

1.一种防开裂夹芯板，所述夹芯板包括泡沫芯材以及复合于泡沫芯材上下两侧面的两个复合材料面板；其特征在于：还包括止裂条，所述止裂条设于泡沫芯材内部，并将泡沫芯材的左右两侧隔断开，其左右两侧面分别与两侧的泡沫芯材粘接，其顶面和底面分别与两个复合材料面板粘接。2.根据权利要求1所述的防开裂夹芯板，其特征在于：所述止裂条与泡沫芯材相接触的其中一侧面上形成有梯形凹槽，所述梯形凹槽的开口端宽于槽底。3.根据权利要求1所述的防开裂夹芯板，其特征在于：所述止裂条与泡沫芯材相接触的两个侧面上均形成有梯形凹槽，所述梯形凹槽的开口端面宽于凹槽底面。4.根据权利要求2或3所述的防开裂夹芯板，其特征在于：所述梯形凹槽的两个斜面分别与止裂条的顶面和底面之间形成尖锐的夹角。5.根据权利要求1所述的防开裂夹芯板，其特征在于：所述止裂条的横截面呈底部开口的梯形结构，其开口朝向泡沫芯材，包括依次连接的第一斜边、顶边和第二斜边，所述第一斜边和第二斜边的端部的外侧面分别与两个复合材料面板相接触，且所述第一斜边和第二斜边的端部分别形成尖锐的夹角。6.根据权利要求1所述的防开裂夹芯板，其特征在于：所述止裂条为塑料件或硅胶件。

技术总结

本实用新型公开了一种防开裂夹芯板，所述夹芯板包括泡沫芯材以及复合于泡沫芯材上下两侧面的两个复合材料面板；还包括止裂条，所述止裂条设于泡沫芯材内部，并将泡沫芯材的左右两侧隔断开，其左右两侧面分别与两侧的泡沫芯材粘接，其顶面和底面分别与两个复合材料面板粘接，通过止裂条使发生于泡沫芯材一侧的开裂隔断于止裂条安装的位置，进而避免裂纹沿着复合材料面板扩展导致整块复合材料面板被剥离。本实用新型能够在泡沫芯材开裂后，将裂纹局限在一定区域内，避免裂纹扩展后使整块复合材料面板剥离。材料面板剥离。材料面板剥离。