Получение сотовых конструкций

Особую форму композиционных материалов представляют так называемые сэндвичевые (сотовые) конструкции. Они применяются практически во всех видах гражданских и военных самолетов и вертолетов. Сотоваякострукция содержит две прочные облицовочные пластины, заполнитель (легкую жесткую сердцевину) и два адгезионных слоя, связывающих облицовочные пластины с заполнителем, имеющим различную форму ячеек (рис.6.3).

Рис. 6.3. Сотовая конструкция формы ячеек заполнителя (а-е)

Материалами несущих (облицовочных) пластин в сэндвичевыхкострукциях могут служить стекловолокнистые препреги, препреги на основе углеродных волокон, алюминиевые, титановые сплавы, стали и др. Основные функции сотового заполнителя заключаются в обеспечении устойчивости несущих поверхностей и передаче сдвиговых нагрузок по толщине композита. Для успешного выполнения этих функций заполнитель должен быть жестким и легким. В качестве материала для изготовления сотовых заполнителей могут быть использованы дерево, металл, крафт-бумаги, арамидные бумаги, пены (пенополистирол, вспе-ненный металл). Эффективность сотовой конструкции различной толщины с алюми-ниевыми листами иллюстрируется данными, приведенными в табл. 6.1.

Табл. 6.1. Свойства сэндвичевых конструкций различной толщины

Приведенные результаты можно считать уникальными, поскольку при относительном повышении плотности на 6 % изменение параметров кострукции привело к увеличению ее жесткости в 39 раз. Сотовые структуры выпускаются с использованием, главным образом, двух технологических процессов (рис. 6.4.). Первый заключается в следующем (рис. 6.4., а): из листового материала собирают пакет, листы соединяют между собой, далее собранный пакет растягивается, образуя ячеистую структуру. По второй технологии – первоначально выполняют процесс рифления исходного листа (пластика, бумаги, металла), далее рифленые листы соединяются между собой сваркой или склеиванием (рис. 6.4., б).

При использовании алюминиевых сплавов плотность сотового заполнителя, полученного по технологии растяжения пакета, составляет 32-192 кг/м³ , а заполнителя, полученного методом рифления, – 128- 880 кг/м³ .

Рис. 6.4. Схемы получения сотового заполнителя при растяжении пакета (а) и рифлении листа (б)