本发明属于复合材料领域，具体涉及一种复合材料机匣制造方法及复合材料机匣。
背景技术：
1、航空发动机的材料机匣包围在风扇叶片外侧，用于提高风扇气动效率并在叶片发生损伤产生脱离碎片时为发动机和飞机基体结构提供保护。随着航空发动机轻量化设计的发展，目前航空发动机机匣普遍采用复合材料制造，为了保证机匣与前后连接结构之间的气密性，使内衬蜂窝结构能够紧密衔接，机匣法兰边的r角外径通常设置为很小的值甚至接近直角。这样的复合材料结构容易有产生较大的褶皱，或产生铺层桥接导致的层间固化压实不足，严重降低了复合材料机匣r角区域的抗分层能力。因此，提供一种改善复合材料机匣法兰边r角区域分层强度的制造方法，对于提高复合材料机匣的质量，提高航空发动机整体的可靠性具有积极意义。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供有一种复合材料机匣制造方法，改善复合材料机匣法兰边的分层强度。本发明还提供一种复合材料机匣。
2、根据本发明一个方面的实施例，提供一种复合材料机匣制造方法，该方法包括以下步骤：
3、步骤a)：提供复合材料机匣法兰翻边区域的面外拉伸强度；计算所述复合材料机匣法兰翻边的r区剥离应力其中弯矩cbs＝fh，f为螺栓轴向拉力，h为螺栓孔高度；ri为所述r区内弧半径，ro为所述r区外弧半径；调整所述螺栓孔高度h和所述r区厚度t＝ro-ri使σr小于所述面外拉伸强度；
4、步骤b)：提供所述复合材料机匣法兰翻边所承受的螺栓造成的最大剪切应力，计算所述复合材料机匣法兰翻边区域的螺栓孔的径向剪切强度2τht，其中τ为所述复合材料机匣法兰翻边的剪切强度，调整τ和/或在所述步骤a)容许的范围内调整h、t使所述螺栓孔的径向剪切强度大于所述螺栓造成的最大剪切应力，其中τ通过调整所述复合材料机匣法兰翻边区域内轴向0°铺层比例进行调节；
5、步骤c)：根据所述步骤a)与所述步骤b)确定的所述复合材料机匣法兰翻边区域的所述螺栓孔高度h、所述r区厚度t和所述复合材料机匣法兰翻边区域内轴向0°铺层比例制铺设碳纤维预浸料并进行固化，造复合材料机匣。
6、该方法通过建立剥离应力与r角参数之间的定量关系，能够对复合材料机匣法兰翻边区域的r角参数进行合理调整以提高r角的抗剥离强度，降低剥离风险；同时，通过对螺栓剪切孔剪切强度进行控制，能够有效提高螺栓的抗拔出性能，避免螺栓剪切对螺栓孔区域的复合材料层造成损伤。
7、进一步地，在部分实施例中，在所述步骤c)中，在铺设所述碳纤维预浸料时，在径向内外两侧表面分别铺设玻璃纤维层，所述玻璃纤维层至少覆盖所述螺栓孔和所述r区。玻璃纤维层有一方面能够分隔碳纤维和金属螺栓，避免螺栓在长期服役过程中发生电化学腐蚀进而对机匣螺栓孔区域造成不利影响；另一方面能够对r区外弧面形成包覆，缓解富树脂区的形成。
8、进一步地，在部分实施例中，所述玻璃纤维层配置为厚度0.1mm-0.3mm的e级玻璃纤维平纹二维织物预浸料层。
9、进一步地，在部分实施例中，所述玻璃纤维层包括两层所述e级玻璃纤维平纹二维织物预浸料。
10、进一步地，在部分实施例中，所述玻璃纤维层由所述r区轴向延伸至少100mm。玻璃纤维层的添加量不应影响机匣的整体重量和力学性能。
11、进一步地，在部分实施例中，在所述步骤c)中，还包括在所述r区的外弧一侧在所述碳纤维预浸料与所述玻璃纤维层之间填充周向延伸的捻子条的步骤。捻子条能够填充碳纤维预浸料用于玻璃纤维层之间的空隙，避免铺层形成桥接，在固化过程中提高r区的致密度，减少孔隙。
12、进一步地，在部分实施例中，所述捻子条配置为单向预浸料条。
13、根据本发明另一个方面的实施例，提供一种复合材料机匣，该复合材料机匣包括法兰翻边，所述复合材料机匣通过设置在所述法兰翻边上的螺栓与前后机构相连接，其中，所述复合材料机匣通过前述任一实施例中所提供的复合材料机匣制造方法制造。
14、进一步地，在部分实施例中，该机匣还包括螺栓垫块，所述螺栓垫块设置在所述法兰翻边与所述螺栓之间，以容许所述螺栓的正压力通过所述螺栓垫块传递至所述法兰翻边。
15、进一步地，在部分实施例中，所述螺栓垫块满足：其中fmax为所述法兰翻边能够承受的最大螺栓正压力，为所述法兰翻边的r角铺层的面外剥离强度，k为所述螺栓垫块的压应力传递系数，s为所述螺栓垫块的面积。
1.一种复合材料机匣制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的复合材料机匣制造方法，其特征在于，在所述步骤c)中，在铺设所述碳纤维预浸料时，在径向内外两侧表面分别铺设玻璃纤维层，所述玻璃纤维层至少覆盖所述螺栓孔和所述r区。
3.根据权利要求2所述的复合材料机匣制造方法，其特征在于，所述玻璃纤维层配置为厚度0.1mm-0.3mm的e级玻璃纤维平纹二维织物预浸料层。
4.根据权利要求3所述的复合材料机匣制造方法，其特征在于，每层所述玻璃纤维层包括两层所述e级玻璃纤维平纹二维织物预浸料。
5.根据权利要求2或3所述的复合材料机匣制造方法，其特征在于，所述玻璃纤维层由所述r区轴向延伸至少100mm。
6.根据权利要求2或3所述的复合材料机匣制造方法，其特征在于，在所述步骤c)中，还包括在所述r区的外弧一侧在所述碳纤维预浸料与所述玻璃纤维层之间填充周向延伸的捻子条的步骤。
7.根据权利要求6所述的复合材料机匣制造方法，其特征在于，所述捻子条配置为单向预浸料条。
8.一种复合材料机匣，包括法兰翻边，所述复合材料机匣通过设置在所述法兰翻边上的螺栓与前后机构相连接，其特征在于，所述复合材料机匣采用如权利要求1至7中任一项所述的复合材料机匣制造方法制造。
9.根据权利要求8所述的复合材料机匣，其特征在于，还包括螺栓垫块，所述螺栓垫块设置在所述法兰翻边与所述螺栓之间，以容许所述螺栓的正压力通过所述螺栓垫块传递至所述法兰翻边。
10.根据权利要求9所述的复合材料机匣，其特征在于，所述螺栓垫块包括至少部分抵接于所述r区的弧形垫板，并满足：其中fmax为所述法兰翻边能够承受的最大螺栓正压力，σrmax为所述法兰翻边的r角铺层的面外剥离强度，k为所述弧形垫板的应力传递系数，s为所述弧形垫板的面积。