一种准三维增强的复合材料点阵夹层结构的制作方法_2

文档序号:10414300阅读:来源:国知局
)相比于不同的格栅结构,一种准三维增强的复合材料点阵夹层结构在平面内X、Y方向上的纤维是连续的,受载时载荷传递更均匀;
[0027]4)相比于复合材料泡沫夹芯板,一种准三维增强的复合材料点阵夹层结构在面板法向方向上提供了纤维增强作用,各项力学性能均有显著提高;
[0028]5)相比于常规VARI工艺,一种准三维增强的复合材料点阵夹层结构的制作方法在最上层导流网上方增加一块带孔钢板和一层导流网,解决了注胶管周围胶液堆积的问题,提高了夹层结构上面板表面质量,从而改善了点阵夹层结构的力学性能。
[0029]—种准三维增强的复合材料点阵夹层结构固化成型后,在组元材料相同的前提下,相比现有的点阵夹层结构(如格栅夹层结构、蜂窝夹层结构、泡沫夹层结构、三维点阵夹层结构)大幅提高了面板与芯子之间的界面强度,解决了常规点阵夹层结构芯材铺层中纤维不连续的问题,从而提高了夹层结构的抗弯强度、剪切强度、侧压强度等,这对复合材料三维结构增强技术的发展有着十分重要的意义。
【附图说明】
[0030]图1为本实用新型的步骤3)所述的组合体的结构示意图。
[0031]图2为本实用新型的编织铺层完成后的点阵芯子(7行7列)的结构示意图。
[0032]图3为图2中点阵芯子截面A-A截面图。
[0033]图4为图2中点阵芯子截面B-B截面图。
[0034]图5为本实用新型的真空辅助注射成型(VARI)工艺示意图。
[0035]图5中数字含义为:I密封胶条,2真空栗抽气口,3真空袋膜,4树脂注入口,5导流网,6带孔钢板,7导流网,8隔离膜,9脱模布,10上面板纤维布,11 一种准三维增强的复合材料点阵夹层结构中间夹芯,12下面板纤维布,13脱模布,14脱模剂。
[0036]图6为使用预浸料制备本实用新型所述夹层结构工艺示意图。
[0037]图6中数字含义为:I密封胶条,2真空栗抽气口,3真空袋膜,4脱模布,5上面板预浸料,6本实用新型所述一种准三维增强的复合材料点阵夹层结构,7下面板预浸料,8脱模布,9脱模剂。
[0038]图7为本实用新型的局部结构视图。
【具体实施方式】
[0039]为了阐明本实用新型的技术方案及技术目的,下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的介绍。
[0040]如图1至图7。
[0041]实施例一。
[0042]一种准三维增强的复合材料点阵夹层结构,其由纤维布与编织点阵芯子构成,编织点阵芯子由纤维布条带按正交方式纵横穿插编织而成,纤维布条带之间有立方体泡沫作为芯子,所述准三维增强的复合材料点阵夹层结构的长度为[ml+xt(m-l)],所述结构宽度为[nl+xt(n-l)],所述结构高度为[2t(x+y)+l],其中:m、n分别为横向、纵向立方体泡沫数,I为立方体泡沫边长,x、y分别为点阵芯子和面板铺层数,t为单层纤维布厚度。
[0043]所述纤维布的纤维为玻璃纤维或碳纤维。
[0044]实施例二。
[0045]—种准三维增强的复合材料点阵夹层结构,其由预浸料与编织点阵芯子构成,编织点阵芯子由预浸料条带按正交方式纵横穿插编织而成,预浸料条带之间有立方体泡沫作为芯子,所述结构的长度为[ml+xt(m-l)],所述结构宽度为[nl+xt(n-l)],所述结构高度为[2t(x+y)+l],其中:m、n分别为横向、纵向立方体泡沫数,I为立方体泡沫边长,x、y分别为点阵芯子和面板铺层数,t为单层预浸料厚度。
[0046]所述预浸料为玻璃纤维增强树脂基预浸料或碳纤维增强树脂基预浸料。
[0047]实施例三。
[0048]一种准三维增强的复合材料点阵夹层结构制作方法,包括以下步骤:
[0049]I)确定点阵夹层结构由m行、η列立方体泡沫芯子及纤维布条带和上、下面板纤维布组成,m、n为非O自然数,芯子铺层数为X层,面板铺层数为y层;单层纤维布厚度为t,立方体泡沫芯子边长为I,目标点阵夹层结构的总长度为[ml+xt(m-l)],总宽度为[nl+xt(n-1)],高度为[2t(x+y)+l];
[0050]2)根据目标结构尺寸将纤维布原材料裁切成宽度为I的矩形条带,纵向纤维布条带长度大于(2m-l) I,横向条带长度大于(2n-l) I,将X层裁切好的矩形条带整齐叠放在一起;将泡沫板裁切成(m*n)个边长为I的正方体,作为目标结构中间夹芯的支撑芯子,准备一块与目标结构同尺寸的带孔钢板,钢板上纵向、横向孔间距为20mm,孔径为3mm;
[0051]3)将裁切并叠放整齐的m条纤维矩形条带分别绕过m行的η个立方体泡沫芯子,并相互固定,纤维布条带呈连续的“弓”字形,形成m个纤维布条带与立方体泡沫芯子的组合体;
[0052]4)将步骤3)中制作完成的m个纤维条带与芯子的组合体正反交错排列,将η条横向排列整齐的矩形纤维布条带的一端固定,从第一排纤维芯子组合体的“弓”字形开口处穿过并抽紧,使纤维与泡沫芯子紧密贴合并固定后,将其穿过第二排反面排列的纤维芯子组合体的“弓”字形开口处,抽紧纤维并固定,如此依次编织其后各列,直至纵向与横向纤维与泡沫芯子相对固定并紧密贴合无空隙,即形成所述目标结构的中间夹芯;
[0053]5)按照VARI工艺要求,在玻璃平板上按顺序铺设脱模布、下面板纤维布、中间夹芯、上面板纤维布、脱模布、隔离膜、导流网,铺放完成后在导流网上方放置带孔钢板,并铺放第二层导流网,连接好真空栗抽气口和注胶口后,铺放真空袋膜并密封,抽气达到一定真空度并保压一段时间后进行注胶固化。
[0054]实施例四。
[0055]一种准三维增强的复合材料点阵夹层结构制作方法,包括以下步骤:
[0056]I)确定点阵夹层结构由m行、η列立方体泡沫芯子及预浸料条带和上、下面板预浸料组成,m、n为非O自然数,芯子铺层数为X层,面板铺层数为y层;单层预浸料厚度为t,立方体泡沫芯子边长为I,目标点阵夹层结构的总长度为[ml+xt(m-l)],总宽度为[nl+xt(n-1)],高度为[2t(x+y)+l];
[0057]2)根据目标结构尺寸将预浸料原材料裁切成宽度为I的矩形条带,纵向预浸料条带长度大于(2m-l) I,横向条带长度大于(2n-l) I,将X层裁切好的矩形条带整齐叠放在一起;将泡沫板裁切成(m*n)个边长为I的正方体,作为目标结构中间夹芯的支撑芯子,准备一块与目标结构同尺寸的带孔钢板,钢板上纵向、横向孔间距为20mm,孔径为3mm;
[0058]3)将裁切并叠放整齐的m条预浸料矩形条带分别绕过m行的η个立方体泡沫芯子,并相互固定,预浸料条带呈连续的“弓”字形,形成m个预浸料条带与立方体泡沫芯子的组合体;
[0059]4)将步骤3)中制作完成的m个预浸料条带与芯子的组合体正反交错排列,将η条横向排列整齐的矩形预浸料条带的一端固定,从第一排预浸料芯子组合体的“弓”字形开口处穿过并抽紧,使预浸料与泡沫芯子紧密贴合并固定后,将其穿过第二排反面排列的预浸料芯子组合体的“弓”字形开口处,抽紧预浸料并固定,如此依次编织其后各列,直至纵向与横向预浸料与泡沫芯子相对固定并紧密贴合无空隙,即形成所述目标结构的中间夹芯;
[0060]5)按照VARI工艺要求,在玻璃平板上按顺序铺设脱模布、下面板预浸料、中间夹芯、上面板预浸料、脱模布,铺放真空袋膜,密封并抽真空后直接固化。
[0061]本实用新型方案中,所述“纵”、“横”、“正”、“反”仅为相对参照,并非对绝对方位的限定,会随着参照物的选取而变化。
[0062]图5中,导流网5、带孔钢板6、
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