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一种纤维复合材料的仿生耐磨结构及其制备方法


技术摘要:
本发明公开了一种纤维复合材料的仿生耐磨结构及其制备方法,所述纤维复合材料的仿生耐磨结构包括纤维树脂层和设置在纤维树脂层上的仿生硬质层;所述仿生硬质层的表面设置有凹槽阵列;其中,所述凹槽阵列中的凹槽为仿生凹槽。本发明的仿生硬质层表面的仿生凹槽阵列能够  全部
背景技术:
城市轨道交通系统是现代城市公共交通的重要组成部分,它具有运能力大、速度 快、安全准时、成本低、节约能源、乘坐方便舒适以及能缓解地面交通拥挤和有利于环境保 护等优点,常被称为“绿色交通”。然而由于客流量较大、使用频繁等特点,地铁、轻轨的座椅 伴随着长期磨损老化的问题。座椅这类经常接触使用的设备,如果采用较软的材料,虽然舒 适度较好,但容易磨损,寿命较短;如果采用硬度过高的材料,虽然耐磨,但舒适度较差。可 见,现有技术中,城市轨道交通的座椅等经常接触使用的设备存在难以兼具耐磨和舒适度 的问题。
技术实现要素:
鉴于上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种纤维复合材料的仿生耐磨 结构及其制备方法,旨在解决经常接触使用的设备存在难以兼具耐磨和舒适度的问题。 本发明的技术方案如下: 一种纤维复合材料的仿生耐磨结构,其中,包括纤维树脂层和设置在纤维树脂层 上的仿生硬质层;所述仿生硬质层的表面设置有凹槽阵列;其中,所述凹槽阵列中的凹槽为 仿生凹槽。 所述的纤维复合材料的仿生耐磨结构,其中,相邻两个所述仿生凹槽的上部相互 连通。 所述的纤维复合材料的仿生耐磨结构,其中,所述仿生硬质层包括基底,依次设置 在所述基底上的第一方块阵列、第一连接结构以及第二方块阵列;所述第一方块阵列中的 第一方块与所述第二方块阵列中的第二方块一一对应设置;所述第一方块阵列中各第一方 块和所述第二方块阵列中各第二方块均通过第一连接结构连接以形成凹槽阵列。 所述的纤维复合材料的仿生耐磨结构,其中,所述第一连接结构包括第三方块阵 列、连接所述第三方块阵列中各第三方块的第一连接梁以及连接所述第一方块阵列中各第 一方块的第二连接梁;所述第三方块阵列中的第三方块与所述第一方块阵列中的第一方块 一一对应设置;所述第三方块的上表面、所述第一连接梁的上表面均与所述第二方块的下 表面连接,所述第三方块的下表面、所述第一连接梁的下表面均与所述第一方块的上表面 连接;所述第二连接梁的上表面与所述第一连接梁的下表面连接,所述第二连接梁的下表 面与所述基底连接。 所述的纤维复合材料的仿生耐磨结构,其中,所述第一方块与所述第二方块的边 长均为3-6mm,所述凹槽阵列中凹槽的深度为2-5mm,所述第一连接梁的宽度和第二连接梁 的宽度均为1-3mm。 3 CN 111590973 A 说 明 书 2/6 页 所述的纤维复合材料的仿生耐磨结构,其中,所述仿生硬质层为一体成型的仿生 硬质层。 所述的纤维复合材料的仿生耐磨结构,其中,所述纤维树脂层包括树脂层以及嵌 设在所述树脂层中的纤维层。 所述的纤维复合材料的仿生耐磨结构,其中,所述纤维层中的纤维为碳纤维、玻璃 纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维、凯夫拉纤维、麻纤维或木纤维中的一种或多种。 所述的纤维复合材料的仿生耐磨结构,其中,所述纤维层中纤维的铺排方式包括 对称角铺排、反对称角铺排、螺旋铺排中的一种。 一种如上所述的纤维复合材料的仿生耐磨结构的制备方法,其中,包括步骤: 制备纤维树脂层; 在所述纤维树脂层上形成硬质层,并采用模具对所述硬质层进行压印形成凹槽阵 列以得到仿生硬质层,从而制成所述纤维复合材料的仿生耐磨结构;其中,所述凹槽阵列中 的凹槽为仿生凹槽。 一种座椅,其中,包括如上所述纤维复合材料的仿生耐磨结构,所述仿生耐磨结构 设置在所述座椅上。 有益效果:本发明通过在纤维树脂层上设置仿生硬质层,设计了一种纤维复合材 料的仿生耐磨结构。由于本发明的仿生硬质层的表面设置有凹槽阵列,所述凹槽阵列中的 凹槽为仿生凹槽,减小表面受到摩擦磨损时的接触面积,以及抵抗由摩擦磨损带来的剪切 应力,从而可提高纤维复合材料表面的耐磨性和机械稳定性,延长材料的使用寿命。而且在 较软的纤维树脂层上设置仿生硬质层,通过刚柔耦合,提高了纤维复合材料的仿生耐磨结 构的韧性,改善了仿生硬质层接触使用时的舒适度,此外,这种刚柔耦合的结构能够在保留 纤维树脂层的轻质、高强特性的同时改善结构的耐磨性能。纤维复合材料的仿生耐磨结构 可用作城市轨道交通系统中的地铁、轻轨的座椅。 附图说明 图1为本发明实施例的一种纤维复合材料的仿生耐磨结构的示意图。 图2为本发明实施例的一种纤维复合材料的仿生耐磨结构的仿生硬质层示意图。 图3为本发明实施例的一种纤维复合材料的仿生耐磨结构的仿生硬质层的侧面示 意图。 图4为本发明实施例的一种纤维复合材料的仿生耐磨结构的仿生硬质层的表面示 意图。 图5为本发明实施例的一种纤维复合材料的仿生耐磨结构的仿生硬质层的单元结 构立体透视图。 图6为本发明实施例的一种纤维复合材料的仿生耐磨结构的仿生硬质层的单元结 构示意图。
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