一种具有支撑及开启功能的复合材料支架及其制备方法与流程

本发明涉及导弹发射箱端盖，具体涉及一种具有支撑及开启功能的复合材料支架及其制备方法。

背景技术：

1、易裂端盖是导弹发射箱的重要组成部件，平时与箱体一起起到密封贮存的作用，发射时能正常打开，让出发射通道且无碎片脱落。在密集排布的导弹系统中，不仅要求端盖的尺寸小、刚度高，还要求能承受较高的反向压力，在内部中心受到一定的顶破力作用下能顺利打开。目前己有的易裂端盖多采用脆性发泡材料作为实现开启的功能层，若端盖有较高的反向承压要求，一般会采用两种技术方案：(a)用金属承力件支撑盖体；(b)在盖体上设计支撑材料功能件。由于金属承力件较重且会影响弹体出箱，技术方案(a)一般仅适用与箱体的后端盖。技术方案(b)的弊端在于会增加盖体整体厚度和重量，无法有效利用空间，在尺寸较小或紧密排布型的端盖上应用受到局限，工艺过程也较为复杂。因此本发明旨在研究一种轻薄的纤维增强复合材料功能支架，利用单向纤维增强复合材料各向异性的力学性能，在起到支撑作用的同时能在一定作用力下沿纤维方向开启，满足支撑和开启功能要求的同时缩减了尺寸空间，简化了成型工艺，适用与紧密排布型号易裂前端盖的批量生产。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有支撑及开启功能的复合材料支架及其制备方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、本发明之一，提供了一种具有支撑及开启功能的复合材料支架。

4、进一步地，所述复合材料支架包括编织复合材料层，在编织复合材料层外表面结合有单向纤维复合材料层，所述单向纤维复合材料层形成有多个单向纤维复合条带，所述单向纤维复合条带沿编织复合材料层的中心对称设置，相邻单向纤维复合条带之间形成有夹角，在编织复合材料层内表面形成有应力沟槽，所述应力沟槽沿单向纤维复合条带的长度方向延伸。

5、更进一步地，所述的编织复合材料层的编织形式为平纹或斜纹。

6、进一步地，所述编织复合材料层与单向纤维复合材料层之间通过基体树脂结合成一个整体。

7、进一步地，所述复合材料支架整体呈拱形或半球形结构。

8、进一步地，所述应力沟槽位于单向纤维复合条带的中间位置。

9、进一步地，所述应力沟槽为三角形或弧形结构，所述应力沟槽的深度为编织复合材料层的厚度。

10、进一步地，所述的复合材料支架的边缘有若干个支撑部位；

11、更进一步地，所述支撑部位为连接法兰或筒体。

12、本发明之二，提供了上述复合材料支架的制备方法，包括以下步骤：

13、s1：制作单向纤维复合材料层和编织复合材料层的预浸布裁剪模板；

14、s2：制作成型模具；

15、s3：按照模板裁剪单向纤维复合材料层预浸布和编织复合材料层预浸布；

16、s4：将步骤s3裁剪好的单向纤维复合材料层预浸布和编织复合材料层预浸布放步骤s2制备的模具中铺层；

17、s5：上步骤s2所述的模具后放在热压机或固化炉里固化；

18、s6：固化完成后脱模，去除飞边，即得所述复合材料支架。

19、进一步地，步骤s6所述的固化采用一体成型，直接得到复合材料支架。

20、进一步地，步骤s6所述的固化采用分块拼接，对各薄片表面处理后粘接成复合材料支架。

21、与现有技术相比，本发明利用单向纤维增强复合材料各向异性的力学性能，在起到支撑作用的同时能在一定作用力下沿纤维方向开启，满足支撑和开启功能要求的同时缩减了尺寸空间，简化了成型工艺，适用于紧密排布型号易裂前端盖的批量生产。

技术特征：

1.一种具有支撑及开启功能的复合材料支架，其特征在于，包括编织复合材料层(2)，在编织复合材料层(2)外表面结合有单向纤维复合材料层(1)，所述单向纤维复合材料层(1)形成有多个单向纤维复合条带(11)，所述单向纤维复合条带(11)沿编织复合材料层(2)的中心对称设置，相邻单向纤维复合条带(11)之间形成有夹角，在编织复合材料层(2)内表面形成有应力沟槽(21)，所述应力沟槽(21)沿单向纤维复合条带(11)的长度方向延伸。

2.根据权利要求1所述的一种具有支撑及开启功能的复合材料支架，其特征在于，所述编织复合材料层(2)与单向纤维复合材料层(1)之间通过基体树脂结合成一个整体。

3.根据权利要求1所述的一种具有支撑及开启功能的复合材料支架，其特征在于，所述的复合材料支架整体呈拱形或半球形结构。

4.根据权利要求1所述的一种具有支撑及开启功能的复合材料支架，其特征在于，所述应力沟槽(21)位于单向纤维复合条带(11)的中间位置。

5.根据权利要求1所述的一种具有支撑及开启功能的复合材料支架，其特征在于，所述应力沟槽(21)为三角形或弧形结构，所述应力沟槽(21)的深度为编织复合材料层(2)的厚度。

6.根据权利要求1所述的一种具有支撑及开启功能的复合材料支架，其特征在于，所述的编织复合材料层(2)的编织形式为平纹或斜纹。

7.根据权利要求1所述的一种具有支撑及开启功能的复合材料支架，其特征在于，所述的复合材料支架的边缘有若干个支撑部位；

8.一种如权利要求1-7任一所述的具有支撑及开启功能的复合材料支架的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种具有支撑及开启功能的复合材料支架的制备方法，其特征在于，步骤s6所述的固化采用一体成型，直接得到复合材料支架。

10.根据权利要求8所述的一种具有支撑及开启功能的复合材料支架的制备方法，其特征在于，步骤s6所述的固化采用分块拼接，对各薄片表面处理后粘接成复合材料支架。

技术总结
本发明涉及一种具有支撑及开启功能的复合材料支架及其制备方法，该复合材料支架为一个整体，内部又分为单向纤维复合材料层(1)、平纹或斜纹编织复合材料层(2)、制成后可埋设于易裂端盖的内部，也可外置支撑在端盖下表面，加强端盖承受外部承压能力，在内部中心施加作用力后可以顺利打开。与现有技术相比，本发明利用了纤维增强复合材料本身的轻质高强和单向纤维复合材料的各项异性实现反向支撑和正向开启的功能。

技术研发人员：庄辛,李小慧,刘宇盖,蔡玄龙,张兆峰
受保护的技术使用者：上海材料研究所有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6