一种复合材料消音降噪声衬及其制备方法与流程

文档序号:13946300阅读:764来源:国知局
一种复合材料消音降噪声衬及其制备方法与流程

本发明涉及一种复合材料消音降噪声衬及其制备方法,属于结构/功能一体化复合材料成型技术领域,主要涉及复合材料微孔面板蜂窝夹层结构消音降噪声衬组件及其成型工艺方法和应用,具体涉及芳纶纤维及玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料预浸料铺层、热压罐固化成型,通过激光加工方法在复合材料层板上加工出大量微孔,nomex芳纶纸蜂窝芯与复合材料面板及背板通过膜状胶粘剂粘接固化形成一种微穿孔板复合材料消音降噪声衬,可以实现航空发动机的声学降噪功能。



背景技术:

随着航空发动机气动设计技术、结构设计技术和复合材料技术的发展,复合材料在大涵道比涡扇发动机上的应用越来越受到世界各主要发动机厂商和研究机构的重视,这主要在于复合材料部件的应用,可以进一步提高飞机的推重比和燃油效率,并大大提高发动机的寿命及安全可靠性,同时降低噪声和有害气体排放,增加舒适性、经济性和环境适用性,满足适航要求。复合材料具有金属材料无法比拟的高比强度和高比刚度等轻质高强特性以及优异的疲劳性能。采用复合材料可以减轻风扇及发动机重量,提高比刚度、疲劳性能、损伤和缺陷容限等,发动机采用先进复合材料是同时实现更高涵道比和减重的唯一途径,这也为扩大复合材料在发动机上的用量提供了最大的机遇。

飞机在起飞、降落和飞行过程中伴随着各种类型的噪声,噪声源众多,频带分布广,难以全面控制乃至消除。由于飞机的噪声主要来源于发动机,所以发动机噪音控制是飞机降噪的关键点,只要能够有效的控制和降低发动机的噪声,便能够有效的解决飞机的噪声。随着高涵道比发动机的应用,喷流噪声已不再是航空发动机最主要的噪声源,取而代之的是风扇噪声。风扇噪声通过短舱进口和管道出口分别向前和向后传播,而基于海姆霍兹共振腔吸声原理的声衬降噪技术是降低发动机风扇噪声的主要手段。

国内的复合材料消音降噪声衬,采用蜂窝夹层结构,面板采用金属丝网形成多孔结构用于声源的入射。国外航空发动机发动机声衬降噪结构采用双层板材,面板采用金属ta1纯钛,面板厚度为0.5mm。由于消音降噪声衬所处的特殊位置及工作环境,使得声衬组件比较容易出现面板与蜂窝芯的脱粘,甚至面板掉块、飞脱等现象。而且金属面板在抗冲击性、耐化学腐蚀、耐疲劳性能等方面存在不足,且重量较大,不利于消音降噪声衬的结构减重及安全性能要求。



技术实现要素:

本发明的技术解决问题是:克服上述现有技术的不足,提供一种复合材料消音降噪声衬及其制备方法。

本发明的技术解决方案是:

一种复合材料消音降噪声衬,该声衬为复合材料微孔面板蜂窝夹层结构消音降噪声衬,包括复合材料微孔面板、纸蜂窝芯中间层和复合材料背板;纸蜂窝芯中间层位于复合材料微孔面板和复合材料背板之间;

所述的复合材料微孔面板的材料为芳纶纤维复合材料或玻璃纤维复合材料;所述的复合材料微孔面板上带有微孔,微孔孔径在0.5-2.0mm之间,孔间距在4.0-8.0mm之间,穿孔率1-10%;所述的复合材料微孔面板上的四个侧边上均带有翻边,平行于航向的两个侧边上带有的翻边部分上有排水孔,排水孔的直径为2-5mm;

所述的纸蜂窝芯中间层的材料为nomex芳纶纸蜂窝芯,密度为40-55kg/m3,所述的纸蜂窝芯中间层与背板连接的面上带有排水槽;

所述的复合材料背板的材料为芳纶纤维复合材料或玻璃纤维复合材料;

所述的复合材料微孔面板和复合材料背板为薄层板结构,厚度为0.5-2.0mm。

噪声沿多孔面板的孔隙向消音降噪结构内部传播过程中,通过与孔壁的摩擦先将一部分能量转化为内能而部分衰减噪声,残余声波在蜂窝空腔中逐级反射而进一步衰减。此外,噪声穿过微孔结构和进入夹层蜂窝芯的空腔时将产生不同的声障振动,且这两种声障振动交叠在一起将产生一种共振效应,实现共振效应消音降噪。

在上述复合材料微孔面板蜂窝夹层结构消音降噪声衬中,面板采用芳纶纤维/玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料层板,所述背板采用芳纶纤维/玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料层板。

复合材料微孔面板蜂窝夹层结构消音降噪声衬的制备方法,包括如下步骤:

步骤(一)面板的成型

将芳纶预浸料或玻璃纤维预浸料在面板的成型阴模上进行铺层,包覆真空袋后,在热压罐中进行固化,固化完成后得到面板;

固化工艺为:固化温度为120-140℃,真空表压不大于-0.097mpa,以10℃-40℃/h升温速率进行升温,固化压力0.5mpa-0.7mpa,固化时间2h-4h;之后降温,降温速率20℃-60℃/h,降温至60℃以下,固化完成;

步骤(二)机加

对步骤(一)得到的复合材料面板采用激光钻孔方式加工微孔,再对面板翻边进行修边及排水孔的机械加工;

步骤(三)蜂窝定型、切割

将蜂窝固定于蜂窝定型模具表面,在160-165℃条件下定型蜂窝。然后将定型好的蜂窝按照面板轮廓线进行切割,并在蜂窝与背板粘接的一侧加工排水槽,得到蜂窝芯。

步骤(四)组装

在步骤(二)得到的复合材料面板的粘接面及复合材料背板的粘接面上各铺覆一层膜状胶粘剂即胶膜,并通过一定温度及流量的热空气对面板微孔处的胶膜进行气压开孔,在面板和背板之间粘结蜂窝芯,并采用发泡胶进行封边,然后进行定位并固化;所述的热空气的温度及流量分别为40-60℃及0.1m3/s。

步骤(五)胶接固化

将步骤(四)组装完成的组合体置于热压罐中固化后,并脱模得到复合材料消音降噪声衬。

所述的步骤(一)中预浸料为芳纶纤维或玻璃纤维增强环氧树脂基预浸料,具体包括增强体和树脂,其中增强体采用芳纶纤维织物或玻璃纤维织物,树脂采用130℃中温固化环氧树脂或180℃高温固化环氧树脂;

所述的步骤(二)中对复合材料面板采用激光钻孔的方式加工微群孔;

所述的步骤(三)中采用的蜂窝为nomex芳纶纸蜂窝;

所述的所述步骤(四)中胶粘剂采用130℃固化中温胶膜、130℃固化高温胶膜或170℃固化高温胶膜;发泡胶采用130℃固化中温发泡胶、130℃固化高温发泡胶或170℃固化高温发泡胶;

所述的步骤(五)中固化压力为0.2~0.3mpa,升温速率为10℃~40℃/h,降温速率≤20℃/h。

一种复合材料消音降噪声衬,该声衬为复合材料微孔面板蜂窝夹层结构消音降噪声衬,包括复合材料微孔面板、两层纸蜂窝芯中间层、复合材料微孔隔层和背板,该声衬从里到外依次为复合材料微孔面板、一层纸蜂窝芯中间层、隔层、另一层纸蜂窝芯中间层和复合材料背板,所述的隔层的材料为复合材料或附有高分子材料的复合材料,所述的复合材料隔层上带有微孔,而高分子材料为薄膜材料并且无微孔;所述的高分子材料为聚丙烯酸酯或丁腈橡胶材料薄膜,厚度0.2-1mm;

制备方法,(隔层为复合材料层板)步骤如下:

步骤(一)面板及隔板的成型

将芳纶预浸料或玻璃纤维预浸料在面板的成型阴模上进行铺层,包覆真空袋后,在热压罐中进行固化,固化完成后得到面板;

将芳纶预浸料或玻璃纤维预浸料在隔板的成型阴模上进行铺层,包覆真空袋后,在热压罐中进行固化,固化完成后得到隔板;

固化工艺为:固化温度为120-140℃,真空表压不大于-0.097mpa,以10℃-40℃/h升温速率进行升温,固化压力0.5mpa-0.7mpa,固化时间2h-4h;之后降温,降温速率20℃-60℃/h,降温至60℃以下,固化完成;

步骤(二)机加

对步骤(一)得到的复合材料面板及隔板采用激光钻孔方式加工微孔,再对面板翻边进行修边及排水孔的机械加工;

步骤(三)蜂窝定型、切割

将两块蜂窝分别固定于蜂窝定型模具表面,在160-165℃条件下定型蜂窝。然后将定型好的蜂窝按照面板轮廓线进行切割,并在蜂窝与背板粘接的一侧加工排水槽,得到蜂窝芯。

步骤(四)组装

在步骤(二)得到的复合材料面板及隔板的粘接面及复合材料背板的粘接面上各铺覆一层膜状胶粘剂即胶膜,且在隔层的上表面和下表面各铺覆一层膜状胶粘剂,并通过一定温度及流量的热空气对面板及隔板微孔处的胶膜进行气压开孔,在面板和隔层之间粘结蜂窝芯,且在隔层和背板之间粘结蜂窝芯并采用发泡胶进行封边,然后进行定位并固化;所述的热空气的温度及流量分别为40-60℃及0.1m3/s。

步骤(五)胶接固化

将步骤(四)组装完成的组合体置于热压罐中固化后,并脱模得到复合材料消音降噪声衬。

制备方法(隔层为附有高分子材料薄膜的复合材料层板),步骤如下:

步骤(一)面板及隔板的成型

将芳纶预浸料或玻璃纤维预浸料在面板的成型阴模上进行铺层,包覆真空袋后,在热压罐中进行固化,固化完成后得到面板;

将芳纶预浸料或玻璃纤维预浸料在隔板的成型阴模上进行铺层,包覆真空袋后,在热压罐中进行固化,固化完成后得到隔板;

固化工艺为:固化温度为120-140℃,真空表压不大于-0.097mpa,以10℃-40℃/h升温速率进行升温,固化压力0.5mpa-0.7mpa,固化时间2h-4h;之后降温,降温速率20℃-60℃/h,降温至60℃以下,固化完成;

步骤(二)机加

对步骤(一)得到的复合材料面板及隔板采用激光钻孔方式加工微孔,再对面板翻边进行修边及排水孔的机械加工;

步骤(三)蜂窝定型、切割

将两块蜂窝分别固定于蜂窝定型模具表面,在160-165℃条件下定型蜂窝。然后将定型好的蜂窝按照面板轮廓线进行切割,并在蜂窝与背板粘接的一侧加工排水槽,得到蜂窝芯。

步骤(四)组装

在步骤(二)得到的复合材料面板的粘接面及复合材料背板的粘接面上各铺覆一层膜状胶粘剂即胶膜,在两件蜂窝芯与隔板粘接的一侧各铺覆一层胶膜,并通过一定温度及流量的热空气对面板微孔处的胶膜以及蜂窝芯处的胶膜进行气压开孔,将高分子材料薄膜铺覆到隔层复合材料表面,在面板和隔层之间粘结蜂窝芯,在蜂窝芯边缘采用发泡胶进行封边,然后进行定位并固化;所述的热空气的温度及流量分别为40-60℃及0.1m3/s。

步骤(五)胶接固化

将步骤(四)组装完成的组合体置于热压罐中固化后,并脱模得到复合材料消音降噪声衬。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果:

(1)本发明对消音降噪声衬的结构形式、材料工艺等方面均进行了创新设计,并采用全复合材料面板/蜂窝夹层结构方案,有效的实现了结构减重;

(2)本发明采用的复合材料面板不仅具有较高的比强度、比刚度和低导热系数,而且可根据发动机功率、噪声频谱,在复合材料层板中设计了大量的声学微孔结构,使其具有优良的隔音抗声振、抗冲击性能;

(3)本发明在夹层结构消音降噪声衬中设计了隔层,并在隔层的复合材料微穿孔板上附有降噪阻尼高分子材料薄膜,使其具有更宽的降噪频带,更优异的降噪效果;

(4)本发明采用的复合材料面板分布有大量的声学微孔结构,是由激光加工的方式加工制备而成;

(5)本发明夹层结构件芯材采用nomex芳纶蜂窝芯具有质量轻、抗冲击、吸音、隔音性能好等优异特性,与微孔结构芳纶纤维复合材料面板协同实现消音降噪功能;

(6)本发明在制备夹层结构消音降噪声衬的制备工艺中采用了热空气法的成型工艺技术,降低了粘接固化后的夹层结构的微穿孔板的堵孔率;

(7)本发明复合材料微孔面板蜂窝夹层结构消音降噪声衬可用于航空发动机的消音降噪,制备的声衬结构重量轻、可有效吸收/降低噪音,综合性能优异。

(8)本发明的声衬为一种复合材料微孔面板蜂窝夹层消音降噪声衬,具有结构重量轻、抗疲劳性能优异、结构可设计从而拓宽降噪频带并提高降噪效果的特点。其中,五层结构的复合材料消音降噪声衬,其中间隔层的复合材料微孔板上可以附有多种高分子阻尼降噪薄膜,可以进一步提高降噪效果。可应用于涡扇航空发动机风扇机匣消音部件,并可满足大型客机或运输机涡扇航空发动机消音降噪声衬的迫切需求。

(9)本发明提供了一种复合材料消音降噪声衬及其制备技术,涉及复合材料声衬结构设计、声衬结构材料及成型工艺方法领域;本发明通过芳纶纤维或玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料面板、隔板、背板成型制备,通过激光打孔或机械加工的方式在面板及隔板上加工直径0.5-2.0mm的微孔,芯层nomex芳纶纸蜂窝芯层热定型,在隔板上附有阻尼降噪高分子材料薄膜,使用膜状胶粘剂将面板、中间夹层、隔板及背板粘接,成为消音降噪声衬结构件。该复合材料消音降噪声衬具有较宽的吸声频带以及较好的消音降噪效果。本发明克服了现有金属降噪声衬重量大、疲劳性能差的不足,采用激光打孔解决了芳纶纤维复合材料面板机械加工打孔精度差的技术难题,采用多层结构及隔层附有阻尼降噪高分子材料薄膜的方法,制备的芳纶纤维/玻璃纤维复合材料微孔面板蜂窝夹层结构消音降噪声衬具有优越的耐候性和阻尼降噪性能,制备方法简单可行。

附图说明

图1为本发明的声衬的三层结构示意图;

图2为本发明的声衬的五层结构示意图。

具体实施方式

一种复合材料消音降噪声衬:采用复合材料制备消音降噪声衬,其面板为高性能芳纶纤维增强环氧树脂基复合材料微孔面板或玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料微孔面板,中间夹层为nomex芳纶纸蜂窝芯,背板为高性能芳纶纤维增强环氧树脂基复合材料刚性背板或玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料刚性背板,通过膜状胶粘剂将面板、中间夹层及背板粘接固化而成。其吸声降噪方法为噪声在沿多孔面板的孔隙向声衬降噪结构内部传播过程中,通过与孔壁的摩擦先将一部分能量转化为内能而部分衰减,残余声波在蜂窝空腔中逐级反射而进一步衰减。该声衬可用于涡扇航空发动机的消音降噪。

声衬的复合材料面板采用1.0-2.0mm厚的层板,层板上分布的微孔孔径在0.5-2.0mm之间,孔间距在4.0-8.0mm之间,穿孔率1-10%;所述的中间夹层采用nomex芳纶纸蜂窝芯,高度10.0-30.0mm,密度在40-55kg/m3,蜂窝芯孔格边长1.5-2.0mm;声衬的背板采用芳纶纤维/玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料制备的层板,厚度0.5-2.0mm。

该声衬结构为平板外型或弧面外型,面板及蜂窝芯材可根据需要按照一定的弧度成型制备。

该消音降噪声衬的安装具有方向性,噪声源须经由所述复合材料面板的微孔进入夹层结构空腔。

消音降噪声衬可由多件消音降噪声衬组装成为完整的圆形消音降噪声衬结构组件。

制备技术如下:

步骤(一)面板的成型

将芳纶或玻纤预浸料在成型模上进行铺层,包覆真空袋后,在热压罐中进行固化,固化工艺为:真空表压不大于-0.097mpa,以10℃-40℃/h升温速率进行升温,固化压力0.5mpa-0.7mpa,固化时间2h-4h;之后降温,降温速率20℃-60℃/h,降温至60℃以下,固化完成;

步骤(二)机加

对复合材料面板采用激光钻孔方式加工微孔。

步骤(三)蜂窝定型、切割

将蜂窝固定于蜂窝定型模具表面,在160-165℃条件下定型蜂窝。然后将定型好的蜂窝按照面板轮廓线进行切割。

步骤(四)组装

在复合材料面板与蜂窝芯粘接面及复合材料背板与蜂窝芯粘接面铺覆一层膜状胶粘剂,并通过组装定位工装定位,对面板及背板与蜂窝的粘接处进行粘接,并采用发泡胶对声衬结构周边1-2cm范围内进行填充。

步骤(五)胶接固化

将步骤(四)组装完成的声衬放置于热压罐中固化,脱模后得到复合材料微孔面板蜂窝夹层结构消音降噪声衬。

所述步骤(四)中胶膜采用130℃中温固化胶膜或170℃固化高温胶膜。

所述步骤(五)中胶接固化压力为0.2~0.3mpa,升温速率为10℃~40℃/h,固化温度为130℃或170℃,保温时间2-3h,降温速率≤20℃/h。

所述步骤(一)中预浸料为芳纶纤维/玻璃纤维增强环氧树脂基预浸料,具体包括增强体和树脂,其中增强体采用芳纶纤维织物/玻璃纤维织物,树脂采用130℃中温固化环氧树脂或180℃高温固化环氧树脂。

复合材料微孔面板蜂窝夹层结构消音降噪声衬及其组件可应用于大型客机或运输机涡扇航空发动机消音降噪结构。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述:

实施例1

如图1所示,该声衬包括微孔面板、蜂窝芯和背板;所述的蜂窝芯位于微孔面板和背板之间;

面板和背板采用芳纶纤维织物中温固化环氧树脂热熔预浸料,胶膜采用130℃中温固化胶膜。

采用自动下料机按照铺层和尺寸要求进行下料后,按设计铺层角度将多层预浸料逐层铺放在面板及背板的成型阴模上,制得复合材料预浸料叠层,然后采用真空袋/热压罐成型方式进行固化,固化时,真空表压不大于-0.097mpa,升温速率30℃/h,温度升至130℃时加压至0.6mpa,保温30min后继续升温,升温至130±5℃时,保温4h,随后以40℃/h降温速率降温至60℃以下固化完成,降至室温后脱模得到面板和背板,对制品毛边进行修整后无损检测待用。

采用激光加工的方式对复合材料面板加工直径为2.0mm的微孔,穿孔率5%。

采用芯高20mm、蜂窝规格为40g/m3的nomex蜂窝根据外面板定型模具表面,在165℃条件下定型蜂窝。然后将定型好的蜂窝按照外面板轮廓线进行切割,在其与背板粘结的面上加工排水槽。

将无损检测合格的面板、背板置于组装固化模具上,进行型面修整,修整至需要的外形尺寸,并对其粘接面进行打磨清洗后粘贴中温固化胶膜,随后在nomex蜂窝上面和下面型面整体粘贴中温固化胶膜,并通过温度为40℃及流量为0.1m3/s的热空气对面板微孔处的胶膜进行气压开孔,在面板和背板之间粘结蜂窝芯,并采用发泡胶进行封边。

在将面板、蜂窝芯及背板组装完成后,对制品进行包覆,并抽真空压实,真空压力不大于-0.097mpa,压实时间3h,压实后,去除包覆材料,并根据型面贴合程度进行适当的尺寸修整,修整后组装于制品表面。

将组装完的待固化夹层结构件置于热压罐中加热加压固化,固化压力为0.3mpa,固化温度为130℃,固化保温时间2~4h,升温速率为25℃~35℃/h,降温速率≤15℃/h,降温至60℃以下,固化完成。

温度降至室温以后方可脱模,脱模后对制品进行溢胶清理,并进行无损检测,检测合格后,对胶膜溢胶堵塞的微孔进行机械开孔,清理后得到最终制品。

将制备好的声衬在圆周方向上安装在直径约1~2米的机匣内壁上,并通过双声响室测试系统测试未安装声衬和安装声衬后的声音传输损耗之差,获得复合材料消音降噪声衬的降噪水平。经过测量,实施例1的声学降噪水平可达5db。

实施例2

面板和背板采用玻璃纤维织物中温固化热熔预浸料,胶膜采用130℃中温固化胶膜。

采用自动下料机按照铺层和尺寸要求进行下料后,按设计铺层角度将多层预浸料逐层铺放在成型模具上,制得复合材料预浸料叠层,然后采用真空袋/热压罐成型方式进行固化,固化时,真空表压不大于-0.097mpa,升温速率20℃-40℃/h,温度升至130℃时加压至0.6mpa,保温30min后继续升温,升温至130±5℃时,保温4h,随后以30℃-50℃/h降温速率降温至60℃以下固化完成,降至室温后脱模得到面板和背板,对制品毛边进行修整后无损检测待用。

采用激光加工的方式对复合材料面板加工直径为2.0mm的微孔,穿孔率5%。

采用芯高20mm、蜂窝规格为40g/m3的nomex蜂窝根据外面板定型模具表面,在160-165℃条件下定型蜂窝。然后将定型好的蜂窝按照外面板轮廓线进行切割。

将无损检测合格的外面板、背板置于组装固化模具上,进行型面修整,修整至需要的外形尺寸,并对其粘接面进行打磨清洗后粘贴中温固化胶膜,随后在nomex蜂窝上面和下面型面整体粘贴中温固化胶膜,并通过温度为40℃及流量为0.1m3/s的热空气对面板微孔处的胶膜进行气压开孔,在面板和背板之间粘结蜂窝芯,并采用发泡胶进行封边。

在将面板、蜂窝芯及背板组装完成后,对制品进行包覆,并抽真空压实,真空压力不大于-0.097mpa,压实时间3h,压实后,去除包覆材料,并根据型面贴合程度进行适当的尺寸修整,修整后组装于制品表面。

将组装完的待固化夹层结构件置于热压罐中加热加压固化,固化压力为0.3mpa,固化温度为130℃,固化保温时间2~4h,升温速率为25℃~35℃/h,降温速率≤15℃/h,降温至60℃以下,固化完成。

温度降至室温以后方可脱模,脱模后对制品进行溢胶清理,并进行无损检测,检测合格后,对胶膜溢胶堵塞的微孔进行机械开孔,清理后得到最终制品。

将制备好的声衬在圆周方向上安装在直径1~2米的机匣内壁上,并通过双声响室测试系统测试未安装声衬和安装声衬后的声音传输损耗之差,获得复合材料消音降噪声衬的降噪水平。经过测量,实施例2的声学降噪水平可达5db。

实施例3

面板和背板采用芳纶纤维织物高温固化热熔预浸料,胶膜采用180℃高温固化胶膜。

采用自动下料机按照铺层和尺寸要求进行下料后,按设计铺层角度将多层预浸料逐层铺放在成型模具上,制得复合材料预浸料叠层,然后采用真空袋/热压罐成型方式进行固化,固化时,真空表压不大于-0.097mpa,升温速率20℃-40℃/h,温度升至180℃时加压至0.6mpa,保温30min后继续升温,升温至180±5℃时,保温4h,随后以30℃-50℃/h降温速率降温至60℃以下固化完成,降至室温后脱模得到面板及背板,对制品毛边进行修整后无损检测待用。

采用激光加工的方式对复合材料面板加工直径为2.0mm的微孔,穿孔率5%。

采用芯高20mm、蜂窝规格为40g/m3的nomex蜂窝根据外面板定型模具表面,在160-165℃条件下定型蜂窝。然后将定型好的蜂窝按照外面板轮廓线进行切割。

将无损检测合格的外面板、背板置于组装固化模具上,进行型面修整,修整至需要的外形尺寸,并对其粘接面进行打磨清洗后粘贴高温固化胶膜,随后在nomex蜂窝上面和下面型面整体粘贴高温固化胶膜,并通过温度为40℃及流量为0.1m3/s的热空气对面板微孔处的胶膜进行气压开孔,在面板和背板之间粘结蜂窝芯,并采用发泡胶进行封边。

在将面板、蜂窝芯及背板组装完成后,对制品进行包覆,并抽真空压实,真空压力不大于-0.097mpa,压实时间3h,压实后,去除包覆材料,并根据型面贴合程度进行适当的尺寸修整,修整后组装于制品表面。

将组装完的待固化夹层结构件置于热压罐中加热加压固化,固化压力为0.2mpa,固化温度为180℃,固化保温时间2~4h,升温速率为25℃~35℃/h,降温速率≤15℃/h,降温至60℃以下,固化完成。

温度降至室温以后方可脱模,脱模后对制品进行溢胶清理,并进行无损检测,检测合格后,对胶膜溢胶堵塞的微孔进行机械开孔,清理后得到最终制品。

将制备好的声衬在圆周方向上安装在直径约1~2米的机匣内壁上,并通过双声响室测试系统测试未安装声衬和安装声衬后的声音传输损耗之差,获得复合材料消音降噪声衬的降噪水平。经过测量,实施例3的声学降噪水平可达5db。

实施例4

如图2所示,该声衬包括微孔面板、两层蜂窝芯、隔层和背板,其中一层蜂窝芯位于微孔面板和隔层之间,另一层蜂窝芯位于隔层和背板之间;

面板、背板和隔层采用芳纶纤维织物中温固化环氧树脂热熔预浸料,胶膜采用130℃中温固化胶膜。

采用自动下料机按照铺层和尺寸要求进行下料后,按设计铺层角度将多层预浸料逐层铺放在面板、背板及隔板的成型阴模上,制得复合材料预浸料叠层,然后采用真空袋/热压罐成型方式进行固化,固化时,真空表压不大于-0.097mpa,升温速率30℃/h,温度升至130℃时加压至0.6mpa,保温30min后继续升温,升温至130±5℃时,保温4h,随后以40℃/h降温速率降温至60℃以下固化完成,降至室温后脱模得到面板、背板和隔板,对制品毛边进行修整后无损检测待用。

采用激光加工的方式对复合材料面板及隔板上加工直径为2.0mm的微孔,穿孔率5%。

采用芯高20mm、蜂窝规格为40g/m3的nomex蜂窝根据外面板定型模具表面,在165℃条件下定型蜂窝。然后将定型好的蜂窝按照外面板轮廓线进行切割,在其与背板粘结的面上加工排水槽。

将无损检测合格的面板、背板及隔板置于组装固化模具上,进行型面修整,修整至需要的外形尺寸,并对面板及背板的粘接面进行打磨清洗后粘贴中温固化胶膜,随后在内、外nomex蜂窝与隔板粘接的一侧各铺贴一层中温固化胶膜,并通过温度为40℃及流量为0.1m3/s的热空气对面板微孔处及蜂窝处的胶膜进行气压开孔,在面板、背板及隔板之间粘结蜂窝芯,并采用发泡胶进行封边。

在将面板、内外蜂窝芯、隔板及背板组装完成后,对制品进行包覆,并抽真空压实,真空压力不大于-0.097mpa,压实时间3h,压实后,去除包覆材料,并根据型面贴合程度进行适当的尺寸修整,修整后组装于制品表面。

将组装完的待固化夹层结构件置于热压罐中加热加压固化,固化压力为0.3mpa,固化温度为130℃,固化保温时间2~4h,升温速率为25℃~35℃/h,降温速率≤15℃/h,降温至60℃以下,固化完成。

温度降至室温以后方可脱模,脱模后对制品进行溢胶清理,并进行无损检测,检测合格后,对胶膜溢胶堵塞的微孔进行机械开孔,清理后得到最终制品。

将制备好的声衬在圆周方向上安装在直径1~2米的机匣内壁上,并通过双声响室测试系统测试未安装声衬和安装声衬后的声音传输损耗之差,获得复合材料消音降噪声衬的降噪水平。经过测量,实施例4的声学降噪水平可达5.5db。

实施例5

如图2所示,面板、背板和隔层采用芳纶纤维织物中温固化环氧树脂热熔预浸料,胶膜采用130℃中温固化胶膜,隔层上附有聚丙烯酸酯高分子材料薄膜。

采用自动下料机按照铺层和尺寸要求进行下料后,按设计铺层角度将多层预浸料逐层铺放在面板、背板及隔板的成型阴模上,制得复合材料预浸料叠层,然后采用真空袋/热压罐成型方式进行固化,固化时,真空表压不大于-0.097mpa,升温速率30℃/h,温度升至130℃时加压至0.6mpa,保温30min后继续升温,升温至130±5℃时,保温4h,随后以40℃/h降温速率降温至60℃以下固化完成,降至室温后脱模得到面板、背板和隔板,对制品毛边进行修整后无损检测待用。

采用激光加工的方式对复合材料面板及隔板上加工直径为2.0mm的微孔,穿孔率5%。

采用芯高20mm、蜂窝规格为40g/m3的nomex蜂窝根据外面板定型模具表面,在165℃条件下定型蜂窝。然后将定型好的蜂窝按照外面板轮廓线进行切割,在其与背板粘结的面上加工排水槽。

将无损检测合格的面板、背板及隔板置于组装固化模具上,进行型面修整,修整至需要的外形尺寸,并对面板及背板的粘接面进行打磨清洗后粘贴中温固化胶膜,随后在内、外nomex蜂窝与隔板粘接的一侧各铺贴一层中温固化胶膜,并通过温度为40℃及流量为0.1m3/s的热空气对面板微孔处及蜂窝处的胶膜进行气压开孔,在隔板一侧铺放一层聚丙烯酸酯高分子材料薄膜,在面板、背板及隔板之间粘结蜂窝芯,并采用发泡胶进行封边。

在将面板、内外蜂窝芯、附有高分子材料薄膜的隔板及背板组装完成后,对制品进行包覆,并抽真空压实,真空压力不大于-0.097mpa,压实时间3h,压实后,去除包覆材料,并根据型面贴合程度进行适当的尺寸修整,修整后组装于制品表面。

将组装完的待固化夹层结构件置于热压罐中加热加压固化,固化压力为0.3mpa,固化温度为130℃,固化保温时间2~4h,升温速率为25℃~35℃/h,降温速率≤15℃/h,降温至60℃以下,固化完成。

温度降至室温以后方可脱模,脱模后对制品进行溢胶清理,并进行无损检测,检测合格后,对胶膜溢胶堵塞的微孔进行机械开孔,清理后得到最终制品。

将制备好的声衬在圆周方向上安装在直径1~2米的机匣内壁上,并通过双声响室测试系统测试未安装声衬和安装声衬后的声音传输损耗之差,获得复合材料消音降噪声衬的降噪水平。经过测量,实施例5的声学降噪水平可达6db。

以上所述,仅为本发明最佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

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