复合材料蜂窝夹层结构及用于该结构中的发泡胶填充方法与流程

本发明具体涉及复合材料制造技术领域，具体涉及复合材料蜂窝夹层结构及用于该结构中的发泡胶填充方法。

背景技术：

复合材料夹层结构是目前所知最节省材料、具有重大的强度重量比的一种结构性材料，与实心材料相比，复合材料夹层结构使用的有效材料仅为被替代材料的1％-5％，它虽然是一种用料省，耗能小的极具潜力的轻质材料，复合材料夹层结构具有重量轻、弯曲刚度及强度大、抗失稳能力强、耐疲劳、吸音、隔热等有点，因此在航空工业发达的国家，复合材料夹层结构已大量应用于飞机的主、次承力结构。

复合材料架层结构内部芯材不易完全填充部位常常用发泡胶进行填充，以减少芯材型面加工难度，同时保证填充及减重效果，而发泡胶在填充复合材料夹层结构大长宽比型腔过程中，由于发泡胶热膨胀系数大于复合材料，导致发泡胶在固化后存在收缩应力，会造成复合材料夹层结构沿长度方向的收缩变形，影响复合材料夹层结构零件的外形质量。

因此，针对上述所提到的问题，需要提供复合材料蜂窝夹层结构及用于该结构中的发泡胶填充方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供新型的复合材料蜂窝夹层结构及用于该结构中的发泡胶填充方法，以解决现有技术中所提到的因热膨胀应力导致的变形的问题。

为实现上述目的，本发明采用一下技术方案：

本发明一方面提供的复合材料蜂窝夹层结构及用于该结构中的发泡胶填充方法，包括复合材料内蒙皮、复合材料外蒙皮、蜂窝芯材、发泡胶及收缩抑制件，所述复合材料内蒙皮与所述复合材料外蒙皮之间形成填充腔，填充腔包括蜂窝芯材填充腔与发泡胶填充腔，所述蜂窝芯材填充至所述蜂窝芯材填充腔内，所述发泡胶填充至所述发泡胶填充腔，，将所述收缩抑制件集束放入至所述发泡胶内。

优选地，所述收缩抑制件为预浸料单向带，所述预浸料单向带与所述复合材料外蒙皮的材质相同。

优选地，所述发泡胶的固化温度和时间与所述预浸料单向带的固化温度和时间一致。

优选地，所述发泡胶填充至所述复合材料夹层的大长宽比型腔内，所述预浸料单向带位于所述发泡胶截面中心位置。

优选地，所述预浸料单向带截面积为所述发泡胶填充截面积的5％-15％，且所述预浸料单向带长度与所述发泡胶填充长度一致。

优选地，按所述发泡胶的膨胀比，所述发泡胶固化前的截面形状与所述发泡胶填充腔截面形状呈相似关系。

优选地，所述发泡胶的形状为带状，所述发泡胶的固化温度在120℃-180℃，所述发泡胶的膨胀比为1:(2.5±1)。

优选地，所述预浸料单向带的截面形状为圆形或椭圆形。

另一方面，本发明实施例提供的用于复合材料夹层结构中的发泡胶填充方法包括以下步骤：

s1：在复合材料夹层结构的大长宽比型腔中填入蜂窝芯材，复合材料夹层结构内形成发泡胶填充腔。

s2.:在发泡胶填充腔内填充所述发泡胶的过程中，在未固化的发泡胶中加入固化温度及时间与发泡胶固化温度及时间一致的预浸料单向带。

其中，步骤s2中，所述预浸料单向带被裹于所述发泡胶截面中心位置。本发明至少包括以下有效收益效果：在复合材料夹层结构中，将发泡胶填充至发泡胶填充腔中，能够保证填充效果同时又能够相对减重；在未固化的发泡胶中加入与复合材料夹层结构面板相同材料的预浸料单向带，通过预浸料单向带与发泡胶一同固化，减少因发泡胶热膨胀造成的内应力，解决了发泡胶在填充复合材料夹层结构大长宽比型腔过程引起的复合材料胶接变形问题；所述预浸料单向带位于所述发泡胶截面中心位置，当受热膨胀时，预浸料单向带所受应力均匀分布，变形程度也相应均匀。

附图说明

图1为本发明复合材料蜂窝夹层结构及用于该结构中发泡胶填充腔的型腔截面示意图；

图2为本发明复合材料蜂窝夹层结构的截面示意图。

图中：1、发泡胶；2、预浸料单向带；3、发泡胶填充型腔；4、蜂窝芯材；5、复合材料外蒙皮；6、复合材料内蒙皮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-图2，本发明提供复合材料蜂窝夹层结构包括复合材料内蒙皮6、复合材料外蒙皮5、蜂窝芯材4、发泡胶1及收缩抑制件，所述复合材料内蒙皮6与所述复合材料外蒙皮5之间形成填充腔，填充腔包括蜂窝芯材填充腔与发泡胶填充腔，所述蜂窝芯材4填充至所述蜂窝芯材填充腔内，所述发泡胶1填充至所述发泡胶填充腔3，将所述收缩抑制件集束放入至所述发泡胶1内。

上述实施例中，所述复合材料夹层的内部芯材不易完全填充，常采用所述发泡胶1进行填充，用来减少芯材面加工难度；由于所述发泡胶1的热膨胀系数大于复合材料，所以将所述预浸料单向带2加入未固化的所述发泡胶1中，所述预浸料单向带2与所述发泡胶1的固化温度及时间保持一致以减少因所述发泡胶1在固化后存在收缩应力而引起所述复合材料夹层结构沿长度方向的收缩变形。

具体地，所述收缩抑制件为预浸料单向带2，所述预浸料单向带2与所述复合材料外蒙皮5的材质相同。

具体地，所述发泡胶1的固化温度和时间与所述预浸料单向带2的固化温度和时间一致。

具体地，所述发泡胶1填充至所述发泡胶填充腔3，所述预浸料单向带2位于所述发泡胶1截面中心位置。

具体地，所述预浸料单向带2截面积为所述发泡胶1填充截面积的5％-15％，且所述预浸料单向带2长度与所述发泡胶1填充长度一致。

具体地，按所述发泡胶1的膨胀比，所述发泡胶1固化前的截面形状与所述发泡胶填充腔3截面形状呈相似关系。

具体地，所述发泡胶1的形状为带状，所述发泡胶1的固化温度在120℃-180℃，所述发泡胶1的膨胀比为1:(2.5±1)。

具体地，所述预浸料单向带2的截面形状为圆形或椭圆形。

另一方面，本发明实施例提供的用于复合材料夹层结构中的发泡胶填充方法包括以下步骤：

s1：在复合材料夹层结构的大长宽比型腔中填入蜂窝芯材，复合材料夹层结构内形成发泡胶填充腔。

s2.:在发泡胶填充腔内填充所述发泡胶的过程中，在未固化的发泡胶中加入固化温度及时间与发泡胶固化温度及时间一致的预浸料单向带。

其中，步骤s2中，所述预浸料单向带被裹于所述发泡胶截面中心位置。

综上所述，本申请提供复合材料蜂窝夹层结构及用于该结构中的发泡胶填充方法，经过具体地实例试验，具有以下优点：

1、能够削弱发泡胶固化后存在的收缩应力导致的复合材料架层结构沿长度方向的变形收缩。

2、发泡胶具有节能、环保、耐用环保的特点，且具有防火性，适合用于航空中。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。