CN104018617A - 轻量化高强度复合材料车载方舱大板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种轻量化高强度复合材料车载方舱大板，该大板包括蒙皮、中间泡沫夹层、四周包边以及结构胶，蒙皮以碳纤维缎纹织物预浸料、玻璃纤维织物预浸料为原材料，采用真空烘箱工艺成型，四周包边采用U型结构，以碳纤维斜纹织物预浸料为原材料，采用热压罐工艺成型，夹芯泡沫采用PVC泡沫。与现有工艺相比，本发明复合材料蒙皮热传导系数小、零热膨胀系数，蒙皮与环氧结构胶之间的热应力小，使得蒙皮与结构胶不容易脱胶，解决在高温下由于热变形引起的脱胶现象。蒙皮、泡沫以及包边均采用一次成型，表面光滑平整，装配零件少，大大降低装配成本以及装配时间，易于日常维护保养。而且自重轻，承载大，冲击强度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种轻量化高强度复合材料车载方舱大板。
背景技术
现有技术中，军用方舱从结构形式上分，主要有骨架式和大板式方舱两种，骨架式方舱虽然整体性好、强度高但是存在自重大、传热系数大。大板式方舱传热系数小、密封性好、外观平整美观，但是目前现有主要以铝板、钢板为面板，铝型材为骨架的大板，这种方舱在野外使用过程中，载荷工况复杂，容易出现面板脱胶现象，而且当温度剧烈变化时，铝板、钢板等外蒙皮与内测会产生很大的热应力，方舱大板脱粘的一个主要原因是由于结构的热变形所致。
上述问题是在大板的设计与生产过程中应当予以考虑并解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种轻量化高强度复合材料车载方舱大板解决现在已有方舱大板自重大，载荷工况复杂，容易出现面板脱胶，以及温度剧烈变化时，铝板、钢板等外蒙皮与内测会产生很大的热应力导致方舱大板脱粘的问题。
本发明的技术解决方案是：
一种轻量化高强度复合材料车载方舱大板，包括蒙皮、中间泡沫夹层、四周包边和结构胶，
蒙皮包括内蒙皮和外蒙皮，所述蒙皮均以碳纤维缎纹织物预浸料、玻璃纤维织物预浸料为原材料，采用真空烘箱工艺成型；
所述四周包边采用U型结构，以碳纤维斜纹织物预浸料为原材料，采用热压罐工艺成型；
所述夹芯泡沫采用PVC泡沫，所述夹芯泡沫包括泡沫本体部分、位于所述本体部分外且厚度小于所述本体部分的边缘部分，所述边缘部分用于胶接包边，所述边缘部分在胶接包边后的总厚度与本体部分的厚度相等。
进一步地，所述预浸料树脂为阻燃环氧树脂，所述预浸料中树脂含量为35%～45%；
进一步地，蒙皮和四周包边采用环氧结构胶与泡沫胶接；具体成型工艺如下：
将泡沫边缘修出和包边厚度宽度相等的槽，均匀抹上结构胶，并将包边安装。结构胶固化以后再在泡沫上、下面均抹上结构胶与上、下蒙皮胶接，打上真空袋固化后拆除真空袋后处理后即可得大板。
进一步地，所述结构胶为常温固化，固化时间10h，所用量为300-400g/m2。
本发明的有益效果：与现有工艺相比，本发明复合材料蒙皮热传导系数小、零热膨胀系数，蒙皮与环氧结构胶之间的热应力小，使得蒙皮与结构胶不容易脱胶，解决在高温下由于热变形引起的脱胶现象。本发明结构简单，工艺易于操作而且制造时间短的制造方法。碳纤维复合材料方舱大板蒙皮、泡沫以及包边均采用一次成型，表面光滑平整，装配零件少，大大降低装配成本以及装配时间，而且易于日常维护保养。
附图说明
图1是本发明实施例中大板的截面示意图；
图2是本发明实施例的生产流程示意图；
其中，1-蒙皮，2-夹芯泡沫，3-包边，4-结构胶。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
如图1所示，本实施例提供一种复合材料车载方舱用大板包括蒙皮1、中间泡沫夹层以及四周包边3。蒙皮1包括内蒙皮和外蒙皮，所用蒙皮1以碳纤维缎纹织物预浸料、玻璃纤维织物预浸料为原材料，采用真空烘箱工艺成型。碳纤维缎纹织物预浸料提供了足够的强度、刚度以及平整外观，而玻璃纤维织物预浸料提供了足够的冲击性能，真空烘箱工艺大大降低制造的成本。预浸料所用树脂为阻燃环氧树脂，所述预浸料中树脂含量为35%～45%。
所用的四周包边3采用U型结构，以碳纤维斜纹织物预浸料为原材料，采用热压罐工艺成型，四周包边3不仅能作为梁，提供足够的强度和刚度，而且密封性能良好。所用的夹芯泡沫2采用PVC泡沫，所述夹芯泡沫2包括泡沫本体部分以及位于所述本体部分边缘且厚度小于所述本体部分的边缘部分，所述边缘部分用于胶接包边3，所述边缘部分在胶接包边3后的总厚度与本体部分的厚度相等。使得复合材料大板的表面能够保持平整。
蒙皮1和四周包边3用环氧结构胶4与泡沫胶接，工艺流程如图2所示，具体成型工艺如下：将泡沫边缘修出和包边3厚度宽度相等的槽，均匀抹上结构胶4，并将包边3安装。结构胶4固化以后再在泡沫上、下面均抹上结构胶4与上、下蒙皮1胶接，打上真空袋固化后拆除真空袋后处理后即可得大板。
该种复合材料方舱大板包括外蒙皮、内蒙皮、中间泡沫夹层以及四周包边3。复合材料蒙皮1与环氧结构胶4胶接强度高，而且所述复合材料蒙皮1热传导系数小、零热膨胀系数，蒙皮1与环氧结构胶4之间的热应力小，使得蒙皮1与结构胶4不容易脱胶，解决在高温下由于热变形引起的脱胶现象。
该种复合材料方舱大板提供一种自重轻，承载大，冲击强度高。蒙皮1所用原材料为碳纤维缎纹织物预浸料、玻璃纤维织物预浸料，碳纤维缎纹织物预浸料提供了足够的强度、刚度以及平整外观，而玻璃纤维织物预浸料提供了足够的冲击性能。四周包边3采用U型结构不仅能作为梁，提供足够的强度和刚度，而且密封性能良好。所述泡沫包括泡沫本体部分以及位于所述本体部分边缘且厚度小于所述本体部分的边缘部分，所述边缘部分用于胶接包边3，所述边缘部分在胶接包边3后的总厚度与本体部分的厚度相等。使得复合材料大板的表面能够保持平整。
除上述实施例外，本发明专利产品还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本专利要求的保护范围内。
Claims (4)
1.一种轻量化高强度复合材料车载方舱大板，其特征在于：包括蒙皮、中间泡沫夹层、四周包边和结构胶，
蒙皮包括内蒙皮和外蒙皮，所述蒙皮均以碳纤维缎纹织物预浸料、玻璃纤维织物预浸料为原材料，采用真空烘箱工艺成型；
所述四周包边采用U型结构，以碳纤维斜纹织物预浸料为原材料，采用热压罐工艺成型；
所述夹芯泡沫采用PVC泡沫，所述夹芯泡沫包括泡沫本体部分、位于所述本体部分外且厚度小于所述本体部分的边缘部分，所述边缘部分用于胶接包边，所述边缘部分在胶接包边后的总厚度与本体部分的厚度相等。
2.如权利要求1所述的轻量化高强度复合材料车载方舱大板，其特征在于：所述预浸料所用树脂为阻燃环氧树脂，所述预浸料中树脂含量为35%～45%。
3.如权利要求1或2所述的轻量化高强度复合材料车载方舱大板，其特征在于：蒙皮和四周包边采用环氧结构胶与泡沫胶接；具体为：
将泡沫边缘修出和包边厚度宽度相等的槽，均匀抹上结构胶，并将包边安装，结构胶固化以后再在泡沫上、下面均抹上结构胶与上、下蒙皮胶接，打上真空袋固化后拆除真空袋后处理后即可得大板。
4.如权利要求3所述的轻量化高强度复合材料车载方舱大板，其特征在于：所述结构胶为常温固化，固化时间10h，所用量为300-400g/m2。
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