具体实施方式

如图1，图2所示，一种防雷车辆地板用高吸能蜂窝板的制作方法，包括如下步骤：

S1、蜂窝芯定型：将蜂窝芯清洗并晾干，并将蜂窝芯裁剪得到指定规格大小的蜂窝芯；

S2、蒙皮成型加工

S21、将[碳布/0°/+45°/-45°/0°/碳布]进行铺层，并标记好0°的纤维方向；

S22、将铺好的预浸料放在平板上，平板上涂脱模剂，在预浸料的上面放置脱模布，再加均压板，制作真空袋，抽真空后放入烘箱固化，固化过程中一直保持抽真空；

S23、加工内外蒙皮的外形尺寸，使其达到图纸要求的尺寸；

S3、蒙皮与蜂窝芯一体固化

S31、在内外蒙皮上铺设胶膜J78B，然后蜂窝芯放置在内外蒙皮中间，四周用工装固定；

S32、进热压罐在抽真空条件下完成蜂窝芯表面的蒙皮成型；

S4、脱模：对产品进行无损检测，合格转入后处理工序，对不合格复材后罩进行返工处理至合格状态。

其中，蜂窝芯为5052(或3003)铝合金耐久蜂窝，正六边形，芯材规格为边长×厚度＝1.32×0.08，蜂窝芯节点强度大于1.47N/mm，密度为240±10Kg/m³。

其中，所述预浸料为浸完树脂的碳纤维或玻璃纤维的一种半成品原材料。

脱模剂为一种可成膜的液体树脂，介于模具和预浸料成型的产品之间的界面涂层功能材料，使产品的表面易于脱离、光滑及洁净。

本专利主要解决的技术问题如下：

(1)蜂窝芯与碳纤维板面胶粘工艺研究

铝蜂窝芯材的节点粘接强度与蜂窝板的抗冲击性能研究通过优化工艺途径、选择合适型号的节点胶及将芯条胶的粘度调配至适当范围,有利于提高蜂窝的节点强度，提高蜂窝芯子的节点强度可以提高蜂窝板的抗冲击能力。

(2)蜂窝芯与碳纤维板面固化压力与时效研究

固化压力大小与温度控制对高吸能蜂窝板力学性能的影响研究，通过测试不同成型固化压力下碳纤维蒙皮蜂窝夹层结构的力学性能(拉伸、剪切和压缩)，得出了蜂窝板成型固化压力的范围，使得碳纤维蒙皮蜂窝夹层结构的压缩性能最优，从而获得最优的吸能效果。

(3)蜂窝芯的壁厚与孔径结构优化研究

蜂窝芯子是铝箔通过胶接加工的六边形格子形状的轻质芯材，通过调节蜂窝芯的壁厚及孔径来实现低密度和高强度的性能优化。

通过蜂窝芯与碳纤维板面胶粘工艺研究、蜂窝芯与碳纤维板面固化压力与时效研究和蜂窝芯的壁厚与孔径结构优化研究等关键技术，解决防雷车辆地板轻质高吸能的目的。

高吸能蜂窝板是由面层与中间的高密度蜂窝芯胶接而成的夹层结构，主要由面层(蒙皮)、蜂窝芯、胶接剂三种材料高温复合而成。

高吸能蜂窝板主要的技术指标要求如下：

(1)蜂窝板体密度0.3-0.45g/cm³；

(2)抗拉强度为≥50MPa；

(3)准静态压缩强度≥20MPa；

(4)准静态压缩时吸收能量≥13MJ/m³；

(5)爆炸冲击波衰减率≥70％；

(6)最大规格可达到1800mm×1800mm×Xmm(X为20-40mm)。

蜂窝板的蜂窝芯是铝箔通过胶接加工的六边形格子形状的轻质芯材，高吸能蜂窝板中所选用的蜂窝芯子均采用5052或3003铝合金的正六边形、耐久蜂窝。蜂窝芯子密度及偏差应符合GJB1719规定。

表1常用的蜂窝芯子的规格及性能

蜂窝板的面板指夹层结构外层的薄板，常用的面板是铝面板(材料LY12CZ)，对高吸能蜂窝板，选用性能更好的碳纤维面板(碳纤维或碳布与树脂复合而成)。

蜂窝板主要由上下两层高强度面板(金属或纤维层等)及中间的蜂窝铝芯体组成，面板一般有较高的强度和刚度，芯体具有较大变形能力，在受到外荷载作用(如冲击或爆炸荷载)时可以吸收大量能量，从而保护结构免于受损。

为此采用了碳纤维蒙皮/铝蜂窝一体型蜂窝板，采用强度和刚度较高的碳纤维蒙皮，使蜂窝板整体性得到较大提高。为了研究碳纤维蒙皮/蜂窝板的局部压缩性能与吸能性能，通过优化蒙皮的厚度、蒙皮的铺层方式和蒙皮厚度与蜂窝芯子高度的匹配等因素，对碳纤维蒙皮/铝蜂窝进行了准静态局压试验，从多种因素研究分析了其破坏过程和破坏形态，总结了蜂窝板在准静态局压条件下的两种典型荷载-位移曲线，并通过数据定量分析参数的变化对其力学性能与吸能效果的影响。

优选树脂体系，采用不同胶粘剂树脂含量，制备复合材料，以弯曲性能、层间剪切性能和压缩性能作为评估指标，对复合材料进行吸能/结构性能评估。目标是能够使复合材料在合适的树脂体系和合理的树脂含量下，能够在静态时保持足够高的结构力学性能，在冲击加载过程中，更多的纤维以拉伸变形失效而非剪切失效，发挥纤维拉伸耗能大的优势。

根据技术指标要求复合板抗拉强度为≥46MPa，优化出3组不同蒙皮厚度与铺层角度进行拉伸试验，其试验参数如表2所示。

表2不同厚度蒙皮铺层顺序

如图2所示，一、铺层设计的内涵

确定铺层的总层数：产品总厚度h＝n1 h1+n2h2+n3h3，其中n1，n2，n3为对应材料的层数，h1，h2，h3为材料固化后的单层厚度。

确定铺层的方向角：合理的铺层角度，可优化局部件的力学性能以及其它性能，目前常用的标准铺层角度：0°/+45°/-45°/90°可以满足设计要求，也可以0°/-45°/+45°/0°。(0°为指定的一个方向)。

二、铺层的表示

预浸单向带铺层〔45/-45/0/-45/45/90/90/45/-45/0/-45/45〕(示例1)的表示，可以简化为〔45/-45/0/-45/45/90〕s，其中0，45，90，-45表示铺层角度，s表示铺层关于中面对称。

单向带铺层〔45/-45/0/-45/45/90/45/-45/0/-45/45〕(示例2)表示，可以简化为〔45/-45/0/-45/45/90〕，其中表示铺层关于中面单对称。

粘接剂选用生产的DY.E.44环氧树脂胶及DY.EP固化剂。环氧树脂是一种性质优良的高分子合成材料，加固化剂固化后形成体型网状结构，具有良好的粘接能力，耐化学腐蚀性、耐热性、较高的机械强度和优异的电绝缘性能。同时，制成品有收缩率小，吸水性能低等特性。可广泛用于各种金属与非金属的粘合及制造客种耐腐蚀涂料，电绝缘材料，并可层浇铸成各种板材或管材，制造铸造用的精密模具等。而固化剂为环氧树脂的增韧剂，具有粘接强度大、韧性好、无臭、无毒。

突破碳纤维蒙皮/铝蜂窝夹层结构一体化设计技术的关键技术，研制出轻质高吸能复合地板，通过防弹防雷冲击后吸能考核，达到厚度为40mm蜂窝板体密度小于0.35g/cm³的碳纤维蒙皮/铝蜂窝夹层结构，在缩准静态压时单位体积吸收能量不小于12MJ/m³的指标，解决军用装甲受到雷击后人员和重要设备的存活率。

本专利针对防雷车辆地板爆炸缓冲吸能效率低，体密度较高的不足的问题，将传统铝合金蒙板更换成高强碳纤维蒙板，实现减重的同时，使防雷车辆地板的抗爆轰能力达到70％以上。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。