CN103009689B - 具有丝材外层的导向套 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有丝材外层的导向套。该导向套包括导向套本体及设置在导向套本体上的纤维层。应用本发明的技术方案，具有丝材外层的导向套由导向套本体及设置在该导向套本体上的纤维层组成，由于纤维层的存在，使得导向套外层不再是自然面，凹凸不平的纤维层使得增强纤维与导向套连接位置固定，不易滑动，从而保证预制体结构的稳定，同时提高了导向套与增强纤维束、基体之间的咬合力。另外，本发明的增加导向套表层摩擦力的方法不同于现有技术中通过在导向套上加工嵌合凹槽使纤维与导向套锁紧的手段，因此，避免了机加工产生的成本增加、及凹槽处由于应力集中而容易断裂等问题。

Description

具有丝材外层的导向套

技术领域

本发明涉及导向套制造领域，具体而言，涉及一种具有丝材外层的导向套。

背景技术

随着近些年石油、煤矿等资源的逐渐匮乏，材料制造业的生产和运输成本大大增加，因此，现在许多研究者着重于研究材料的轻量化技术，尤其在航天航空、汽车等领域。在保证材料的性能要求的基础上，减少所用材料的重量能极大的减少生产和运输时的能源消耗。复合材料由于其具有比重小、高模量、高强度、抗疲劳、耐腐蚀等性能优势，近些年越来越广泛的应用到航天航空、汽车、人造生物组织制造等行业。

国内外对于三维制造复合材料的研究已取得了许多成果，三维编织复合材料工艺相对层合复合材料等传统复合材料制造工艺有着明显的优势。但是现有的三维编织复合材料制备工艺生产出来的复合材料仍存在不少问题：浸渍时浸润效果不理想，预制件内部存在孔洞甚至干纤维的情况；同时成品Z向抗冲击能力差等。

中国专利号201010125066.5的专利，公开了一种预制件内部含有导向套的三维编织复合材料预制件编织方法，将导向套作为Z向增强体，纤维以导向套所在位置为基点进行缠绕编织，该方法能有效的提高三维编织复合材料制件的抗冲击性能、防止制件受力时出现脱层等问题。但是该专利中提出的导向套结构存在不足，当导向套外壁光滑时，在编织时纤维束容易滑动而偏离原始位置，从而导致预制件近形性差；若在导向套上加工出螺纹、锯齿等用来嵌合纤维束的结构时，这些带有嵌合凹槽的导向套所制备出来的复合材料制件在承受外力时，这些螺纹、锯齿等机加工处易产生应力集中，导向套容易产生塑性变形甚至导致断裂。

发明内容

本发明旨在提供一种具有丝材外层的导向套，以解决现有技术中纤维与导向套咬合处易滑动、或咬合处应力集中导致导向套变形甚至断裂的技术问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种具有丝材外层的导向套。该导向套包括导向套本体及设置在导向套本体上的纤维层。

进一步地，纤维层是单纤维无序地附着在导向套本体上形成。

进一步地，纤维层是纤维束无序地附着在导向套本体上形成。

进一步地，纤维层是单纤维有序地附着在导向套本体上形成。

进一步地，单纤维呈网格状排列。

进一步地，纤维层是纤维束有序地附着在导向套本体上形成。

进一步地，纤维束呈网格状排列。

进一步地，导向套本体是管材。

进一步地，管材的管壁上设置有通孔。

进一步地，导向套本体是棒材。

进一步地，棒材上设置有通孔。

应用本发明的技术方案，具有丝材外层的导向套由导向套本体及设置在该导向套本体上的纤维层组成，由于纤维层的存在，使得导向套外层不再是自然面，凹凸不平的纤维层使得增强纤维与导向套连接位置固定，不易滑动，从而保证预制体结构的稳定，同时提高了导向套与增强纤维束、基体之间的咬合力另外，本发明的增加导向套表层摩擦力的方法不同于现有技术中通过在导向套上加工嵌合凹槽使纤维与导向套锁紧的手段，因此，避免了机加工产生的成本增加、及凹槽处由于应力集中而容易断裂等问题。

附图说明

说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明典型实施例的导向套的局部主视结构示意图；

图2示出了根据本发明典型实施例的具有丝材外层的导向套的局部轴向剖视结构示意图；以及

图3示出了根据本发明典型实施例的具有丝材外层的导向套的俯视结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

根据本发明典型的实施例，如图1所示，具有丝材外层的导向套包括导向套本体1及设置在导向套本体1上的纤维层2。应用本发明的技术方案，导向套由导向套本体及设置在该导向套本体上的纤维层组成，由于纤维层的存在，使得导向套外层不再是自然面，凹凸不平的纤维层使得增强纤维与导向套连接位置固定，不易滑动，从而保证预制体结构的稳定，同时提高了导向套与增强纤维束、基体之间的咬合力另外，本发明的增加导向套表层摩擦力的方法不同于现有技术中通过在导向套上加工嵌合凹槽使纤维与导向套锁紧的手段，因此，避免了机加工产生的成本增加、及凹槽处由于应力集中而容易断裂等问题。

根据本发明的一种典型实施例，纤维层2可以是单纤维无序地附着在导向套本体1上形成，如图1所示；也可以是纤维束无序地附着在导向套本体1上形成。如图2和3所示，纤维层2可以是单纤维或纤维束有序地附着在导向套本体1上形成，优选地，单纤维之间的间隙大于单纤维的直径。纤维层可以是纤维束有序地附着在导向套本体上形成，优选地，纤维束之间的间隙大于形成纤维束的单纤维的直径。这种有序地排列可以呈网格状排列，也可以成条状排列等各类有序排列，例如，单纤维或纤维束可以沿导向套轴向排列或横向排列。上述纤维或纤维束的材质可以是碳纤维、芳纶纤维、金属丝等。

根据本发明的一种典型实施例，导向套本体1是管材。优选地，管材的管壁上设置有通孔，供树脂等基体流通。当然，导向套本体1也可以是棒材，该棒材上也可以设置有通孔。导向套的材质可以是碳纤维或是不锈钢、钛合金等金属材料，以及其他高性能材料。

本发明的具有丝材外层的导向套可以通过下述方法制造：首先导向套本体外表面用丙酮、酒精等清洗干净，待干燥后刷上配好的流体状基体，将杂乱无序的纤维黏着在导向套外本体外表面形成纤维层，并完全包覆导向套本体的外表面，基体固化后外层纤维丝牢固的附着在导向套本体上。附着的纤维层不能太密集，纤维丝之间应留有远大于纤维丝直径的间隙。

相对已有的复合材料编织预制体中的导向套来说，本发明所提供的具有丝材外层的导向套，其优势在于：

1）导向套外层不再是自然面，凹凸不平的纤维层使得增强纤维与导向套连接位置固定，不易滑动，从而保证预制体结构的稳定，同时提高了导向套与增强纤维束、基体之间的咬合力；

2）不同于通过在导向套上加工嵌合凹槽使增强纤维与导向套锁紧的手段，本发明提出的导向套避免了机加工产生的成本增加、凹槽处由于应力集中而容易断裂等问题；

3）的导向套制备方法简单、适用性广，其中导向套不受材质、尺寸等条件限制，外层纤维的材质、排布方式亦可根据实际要求自行选择。

对于本领域技术人员来说，在本专利构思及具体实施例启示下，能够从本专利公开内容及常识直接导出或联想到的一些变形，本领域普通技术人员将意识到也可采用其他方法，或现有技术中常用公知技术的替代，以及特征的等效变化或修饰，特征间的相互不同的组合，例如外层纤维层厚度的变化，纤维层与导向套的粘合方式的改变，导向套尺寸的改变等等的非实质性改动，同样可以被应用，都能实现本专利描述功能和效果，不再一一举例展开细说，均属本专利保护范围。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种用于三维编织复合材料的具有丝材外层的导向套，其特征在于，包括导向套本体(1)及设置在所述导向套本体(1)上的纤维层(2)，所述纤维层的纤维材质为碳纤维、芳纶纤维或金属丝。

2.根据权利要求1所述的导向套，其特征在于，所述纤维层(2)是单纤维无序地附着在所述导向套本体(1)上形成。

3.根据权利要求1所述的导向套，其特征在于，所述纤维层(2)是纤维束无序地附着在所述导向套本体(1)上形成。

4.根据权利要求1所述的导向套，其特征在于，所述纤维层(2)是单纤维有序地附着在所述导向套本体(1)上形成。

5.根据权利要求4所述的导向套，其特征在于，所述单纤维呈网格状排列。

6.根据权利要求1所述的导向套，其特征在于，所述纤维层(2)是纤维束有序地附着在所述导向套本体(1)上形成。

7.根据权利要求6所述的导向套，其特征在于，所述纤维束呈网格状排列。

8.根据权利要求1所述的导向套，其特征在于，所述导向套本体(1)是管材。

9.根据权利要求8所述的导向套，其特征在于，所述管材的管壁上设置有通孔。

10.根据权利要求1所述的导向套，其特征在于，所述导向套本体(1)是棒材。

11.根据权利要求10所述的导向套，其特征在于，所述棒材上设置有通孔。