一种变构型复合材料豆荚型梁的制作方法

本技术属于航天、航空，具体涉及一种变构型复合材料豆荚型梁。

背景技术：

1、豆荚型梁一般应用于卫星太阳能帆板等受载荷较小的环境，一般采用上下两瓣ω形碳纤维结构对称粘接而成。以上设计结构简单，缺少结构优化设计，存在较大的减重空间，并不适合用于载荷大小不均匀、受力工况复杂的产品。

2、将豆荚型梁应用于复杂产品时，容易出现重复展开卷曲引起的开裂、外形适应性差、承载能力差等问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一种变构型复合材料豆荚型梁，解决了现有豆荚型梁应用于复杂产品时，容易出现重复展开卷曲引起的开裂、外形适应性差、承载能力差的技术问题，本实用新型有效改善了豆荚型梁的承载能力和适应性。

2、为实现上述实用新型目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、一种变构型复合材料豆荚型梁，包括豆荚型梁上瓣、豆荚型梁下瓣和包边；

4、豆荚型梁上瓣和豆荚型梁下瓣相对设置；

5、豆荚型梁上瓣和豆荚型梁下瓣的边缘粘接，包边包裹于粘接区域外部。

6、进一步的，包边采用凯芙拉纤维铺层。

7、进一步的，用于铺层的凯芙拉纤维方向与豆荚型梁上瓣和豆荚型梁下瓣边缘粘接所形成的组合体的轴向呈45°角。

8、进一步的，包边的厚度为0.1～0.3mm。

9、进一步的，包边的面密度为280～320g/m2。

10、进一步的，豆荚型梁轴截面尺寸根据该轴截面处承受的载荷大小确定，该轴截面处承受的载荷越大，轴截面尺寸越大。

11、进一步的，豆荚型梁作为悬臂梁，豆荚型梁的两端分别作为悬臂梁的根部和悬臂端；

12、根部的尺寸＞悬臂端的尺寸。

13、进一步的，展开状态下，豆荚型梁的一端到另一端逐渐扭转；压扁状态下，豆荚型梁为非扭转的平面结构。

14、进一步的，设展开状态下，豆荚型梁第一端和第二端端面的中心点分别为a点和b点；

15、豆荚型梁第二端相对于第一端绕直线ab转过的角度为扭转角，扭转角的角度θ与ab长度l的关系为θ＝0.1～0.5l。

16、进一步的，豆荚型梁卷曲状态为筒形。

17、本实用新型与现有技术相比具有如下至少一种有益效果：

18、(1)本实用新型通过包边设计，有效的防止上下两瓣开裂，提高了豆荚型梁的重复使用性能；

19、(2)本实用新型通过改变轴截面的尺寸，既能保证豆荚型梁承载较大载荷，同时能够有效减轻豆荚型梁的重量；

20、(3)本实用新型扭转结构的豆荚型梁，能够可靠应用于扇叶等具有复杂的结构的支撑，提高了其外形适应性，拓宽了豆荚型梁的应用领域。

技术特征：

1.一种变构型复合材料豆荚型梁，其特征在于，包括豆荚型梁上瓣(1)、豆荚型梁下瓣(2)和包边(3)；

2.根据权利要求1所述的一种变构型复合材料豆荚型梁，其特征在于，豆荚型梁轴截面尺寸根据该轴截面处承受的载荷大小确定，该轴截面处承受的载荷越大，轴截面尺寸越大。

3.根据权利要求2所述的一种变构型复合材料豆荚型梁，其特征在于，豆荚型梁作为悬臂梁，豆荚型梁的两端分别作为悬臂梁的根部和悬臂端；

4.根据权利要求1所述的一种变构型复合材料豆荚型梁，其特征在于，展开状态下，豆荚型梁的一端到另一端逐渐扭转；压扁状态下，豆荚型梁为非扭转的平面结构。

5.根据权利要求4所述的一种变构型复合材料豆荚型梁，其特征在于，设展开状态下，豆荚型梁第一端和第二端端面的中心点分别为a点和b点；

6.根据权利要求1所述的一种变构型复合材料豆荚型梁，其特征在于，豆荚型梁卷曲状态为筒形。

技术总结
本技术公开了一种变构型复合材料豆荚型梁，包括豆荚型梁上瓣、豆荚型梁下瓣和包边；豆荚型梁上瓣和豆荚型梁下瓣相对设置；豆荚型梁上瓣和豆荚型梁下瓣的边缘粘接，包边包裹于粘接区域外部。本技术有效改善了豆荚型梁的承载能力和外形适应性。

技术研发人员：陈志平,李广佳,李福德,李喜乐,安佰华
受保护的技术使用者：中国航天空气动力技术研究院
技术研发日：20230328
技术公布日：2024/2/19