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1、10申请公布号CN102433969A43申请公布日20120502CN102433969ACN102433969A21申请号201110247534022申请日20110824E04F13/072200601E04F13/07520060171申请人西安理工大学地址710048陕西省西安市金花南路5号72发明人王世军赵金娟李德信74专利代理机构西安弘理专利事务所61214代理人李娜54发明名称复合大板式方舱的蒙皮结构及降低蒙皮热变形的方法57摘要本发明公开了一种复合大板式方舱的蒙皮结构，由铝外蒙皮、钢蒙皮、椴木、方钢、内蒙皮依次粘结组成，椴木和方钢对应设置有多组，每一组椴木、方钢与相邻一组椴。
2、木、方钢之间设置有泡沫，泡沫分别与内蒙皮和钢蒙皮粘接。本发明还公开了一种降低蒙皮热变形的方法，通过采用前述的结构后，环境温度升高致使外侧铝外蒙皮温度升高后，复合板材的热变形小于单一的铝外蒙皮，内侧与骨架结构中的椴木条粘结可靠性提高，有效解决了单纯采用铝蒙皮存在的高温条件下的脱粘、鼓包的问题。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图4页CN102433973A1/1页21一种复合大板式方舱的蒙皮结构，其特征在于由铝外蒙皮5、钢蒙皮6、椴木4、方钢3、内蒙皮1依次粘结组成，椴木4和方钢3对应设置有多组，每一组椴木4、方钢3与相邻一组椴木4、方钢3之。
3、间设置有泡沫2，泡沫2分别与内蒙皮1和钢蒙皮6粘接。2根据权利要求1所述的复合大板式方舱的蒙皮结构，其特征在于所述铝外蒙皮5的厚度小于钢蒙皮6的厚度。3一种降低蒙皮热变形的方法，其特征在于将铝外蒙皮5设置在最外侧，在铝外蒙皮5内侧设置一层钢蒙皮6，将铝外蒙皮5、钢蒙皮6、椴木4、方钢3、内蒙皮1依次粘结成一体，椴木4和方钢3对应设置有多组，并且在每一组椴木4、方钢3与相邻一组椴木4、方钢3之间设置有泡沫2，将泡沫2分别与内蒙皮1和钢蒙皮6粘接。4根据权利要求3所述的降低蒙皮热变形的方法，其特征在于所述铝外蒙皮5的厚度小于钢蒙皮6的厚度。权利要求书CN102433969ACN102433973A。
4、1/3页3复合大板式方舱的蒙皮结构及降低蒙皮热变形的方法技术领域0001本发明属于板材材料的防热隔热技术领域，涉及一种复合大板式方舱的蒙皮结构，本发明还涉及一种降低蒙皮热变形的方法。背景技术0002方舱是指能对人员和装备提供适宜的工作环境和安全防护，便于实施多种方式装卸和运输的工作间，在航天测控、野战救护、抗震救灾、石油勘探、地质勘探等方面应用也很广泛，它是一种独立厢体，能在恶劣的外在环境条件下提供良好的内部工作环境，具有多种防护能力，能适应多种运输形式，如直升机吊运、机动车运输等，机动性能好。0003复合大板式方舱是方舱的主要结构型式之一，由数块复合夹芯板搭接而成，复合夹芯板结构一般外侧蒙皮。
5、采用铝板，内侧采用钢板，中间用钢质骨架增加结构强度，用椴木和聚氨酯泡沫隔热，蒙皮与骨架、隔热材料之间用结构胶粘结。由于各组成材料的特性差异大，力学特性分析较复杂。现有方舱在在野外使用过程中，工作条件十分恶劣，载荷工况复杂，容易出现胶层脱粘和蒙皮鼓包现象，给产品质量和外观带来不利的影响。方舱的鼓包、脱粘问题在方舱生产中是一个带有普遍性的问题。研究表明，方舱大板脱粘、鼓包的主要原因是结构的热变形，设计合理的方舱蒙皮结构，降低热变形，对方舱质量的提高是非常必要的。发明内容0004本发明的目的是提供一种复合大板式方舱的蒙皮结构，解决了现有技术中存在的方舱蒙皮在高温条件下鼓包、脱粘问题，显著减小复合式大。
6、板的热变形。0005本发明的另一目的是提供一种降低蒙皮热变形的方法。0006本发明所采用的技术方案是，一种复合大板式方舱的蒙皮结构，由铝外蒙皮、钢蒙皮、椴木、方钢、内蒙皮依次粘结组成，椴木和方钢对应设置有多组，每一组椴木、方钢与相邻一组椴木、方钢之间设置有泡沫，泡沫分别与内蒙皮和钢蒙皮粘接。0007本发明所采用的另一技术方案是，一种降低蒙皮热变形的方法，将铝外蒙皮设置在最外侧，在铝外蒙皮内侧设置一层钢蒙皮，将铝外蒙皮、钢蒙皮、椴木、方钢、内蒙皮依次粘结成一体，椴木和方钢对应设置有多组，并且在每一组椴木、方钢与相邻一组椴木、方钢之间设置有泡沫，将泡沫分别与内蒙皮和钢蒙皮粘接。0008本发明的有益。
7、效果是，复合大板式方舱蒙皮采用铝钢复合结构，铝外蒙皮在外侧，钢蒙皮在内侧，并且铝外蒙皮厚度较钢蒙皮薄，环境温度升高致使外侧铝外蒙皮温度升高后，复合板材的热变形小于单一的铝外蒙皮，内侧与骨架结构中的椴木条粘结可靠性提高，有效解决了单纯采用铝蒙皮存在的高温条件下的脱粘、鼓包的问题。附图说明0009图1是现有复合大板蒙皮结构的断面结构示意图；说明书CN102433969ACN102433973A2/3页40010图2是本发明复合大板蒙皮结构的断面结构示意图；0011图3是现有复合大板蒙皮结构分析模型的几何图；0012图4是本发明复合大板蒙皮结构分析模型的有限元网格图；0013图5是现有复合大板蒙皮结。
8、构的温度场分析结果；0014图6是本发明复合大板蒙皮结构的温度场分析结果；0015图7是现有复合大板蒙皮结构的热变形分析结果；0016图8是本发明复合大板蒙皮结构的热变形分析结果。0017图中，1内蒙皮，2泡沫，3方钢，4椴木，5铝外蒙皮，6钢蒙皮，7胶层。具体实施方式0018下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。0019如图1所示，现有的复合大板断面结构是，包括内蒙皮1和铝外蒙皮5，在内蒙皮1和铝外蒙皮5之间设置有多组对应的方钢3和椴木4，每组方钢3、椴木4与相邻一组的方钢3、椴木4之间填充有聚氨酯材料的泡沫2，和铝外蒙皮5之间依次通过粘合剂粘结成一体。当方舱的外部环境温度升高时，。
9、铝外蒙皮5膨胀量较之大板内部的椴木4大很多，铝外蒙皮5与椴木4之间容易脱粘，温度降低后蒙皮脱粘处便会形成鼓包。0020如图2所示，本发明的复合大板式方舱蒙皮采用铝钢复合结构，将铝外蒙皮5设置在最外侧，将钢蒙皮6设置在铝外蒙皮5的内侧，铝外蒙皮5的厚度小于钢蒙皮6的厚度，铝外蒙皮5、钢蒙皮6、椴木4、方钢3、内蒙皮1之间依次通过粘合剂粘结成一体，方钢3和椴木4设置有多组一一对应，每组方钢3、椴木4与相邻一组的方钢3、椴木4之间之间设置有聚氨酯材料的泡沫2，泡沫2分别与内蒙皮1和钢蒙皮6粘接。0021本发明的降低蒙皮热变形的方法是，将铝外蒙皮5设置在最外侧，在铝外蒙皮5内侧设置一层钢蒙皮6，并且铝。
10、外蒙皮5厚度较钢蒙皮6薄，将铝外蒙皮5、钢蒙皮6、椴木4、方钢3、内蒙皮1之间依次通过粘合剂粘结成一体，并且在每组椴木4、方钢3之间设置聚氨酯材料的泡沫2，并将泡沫2分别与内蒙皮1和钢蒙皮6粘接。这样一来，环境温度升高致使外侧铝外蒙皮5温度升高后，由于钢材热膨胀系数只有铝的一半，并且弹性模量比铝高一倍以上，钢蒙皮6的变形显著低于铝外蒙皮5，并且由于钢的导热特性比铝差，钢蒙皮6内侧与椴木条粘结的表面温度比铝外蒙皮5的温度低，与椴木4粘结的胶层7的强度也可以高一些，钢蒙皮6与椴木4粘结可靠性比铝外蒙皮5提高。变形量比铝外蒙皮5更小的钢蒙皮6与椴木4和聚氨酯泡沫2粘结，可靠性比铝外蒙皮5直接与椴木4。
11、和聚氨酯泡沫2粘结显著提高。0022本发明的复合大板式方舱蒙皮结构的具体效果分析如下0023图3是现有大板蒙皮结构的断面几何模型，只考虑外侧的铝蒙皮、胶层和椴木。图4是本发明的蒙皮断面实施例结构断面几何模型，与图3相类似，只考虑外侧的铝外蒙皮5、钢蒙皮6、胶层7和椴木4，在极端工况条件下，外侧环境温度设定为96，椴木内侧温度为55。0024如图5和图6所示，是采用有限元方法对两种结构进行的温度场分析结果，由于钢和胶的导热系数低于铝，图6本发明结构上部所示的91444以上的高温区域与图5现有结构相比向上部有明显偏移，大板方舱内部的温度场有明显变化。将温度计算的说明书CN102433969ACN102433973A3/3页5结果代入结构计算中，得到图7现有结构和图8本发明结构所示的热变形结果，大板方舱整体结构的热变形由原来的211M下降到159M，相对下降幅度为246，这些图表及相关数据充分表明，本发明的蒙皮结构与现有结构相比，能够有效减小大板的热变形。说明书CN102433969ACN102433973A1/4页6图1图2图3说明书附图CN102433969ACN102433973A2/4页7图4图5说明书附图CN102433969ACN102433973A3/4页8图6图7说明书附图CN102433969ACN102433973A4/4页9图8说明书附图CN102433969A。