CN110682563A - 一种复合材料筋条三角区结构填充方法 - Google Patents

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刘立朋
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翟全胜
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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/68—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks

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Abstract

本发明是一种复合材料筋条三角区结构的填充方法，该方法通过设计整体性的预浸料集束与间歇性地挤压或/和击打相结合，可以使填充材料在三角区结构填充时经历整体结构‑散化结构‑整体结构的转化过程，兼具单向预浸料丝束累积填充法和编织体填充法优点。

Description

一种复合材料筋条三角区结构填充方法
技术领域
本发明是一种复合材料筋条三角区结构填充方法，属于复合材料成型技术领域。
背景技术
复合材料T型筋、J型筋、帽型筋等筋条三角区结构的填充质量，包括直接针对复合材料筋条坯体三角区进行填充的方式或者先在筋条三角区结构形式的金属模具内进行填充然后再将填充物取出重新置入复合材料筋条坯体三角区结构的填充方式，均取决于上述填充方式实施时所采用的具体填充方法。
目前，筋条三角区结构的具体填充方法主要有单向预浸料丝束累计填充法和编织体填充法两类，前者的操作流程是采用单向预浸料丝束分多次在筋条三角区结构内累计填充，后者的操作流程是先编制成型筋条三角区结构的编织体，然后再将编制体置入复合材料筋条坯体三角区结构内。单向预浸料丝束累计填充法操作相对繁琐、效率相对低下，编织填充法则因额外编织工艺的引入成本高昂，均不是三角区结构理想的填充方法。
发明内容
本发明正是针对上述现有技术措施中存在的问题而设计提供了一种复合材料筋条三角区结构填充方法，其目的是通过简单、高效的方法获得高质量的三角区结构。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
该种复合材料筋条三角区结构的填充方法，其特征在于：该方法是将单向预浸料通过折叠、卷曲、拉挤方式形成一个整体形的预浸料集束1，该预浸料集束1中纤维方向一致，然后将该预浸料集束1置于复合材料筋条三角区结构2的开口处，预浸料集束1中的纤维方向与复合材料筋条三角区结构2的长度方向一致，然后通过间歇性地挤压或/和击打将预浸料集束1填充到复合材料筋条三角区结构2中，直至充满，最后沿复合材料筋条三角区结构2的下缘条3将开口处处理平整。
在一种实施中，所述复合材料筋条三角区结构中的复合材料为碳纤维树脂基复合材料或玻璃纤维树脂基复合材料。
在一种实施中，所述的复合材料筋条三角区结构中的复合材料与单向预浸料的树脂体系相一致。
在一种实施中，所述复合材料筋条三角区结构中的筋条为T型筋、J型筋。
在一种实施中，预浸料集束1沿纤维方向的横截面的面积与复合材料筋条三角区结构2沿长度方向的横截面的理论面积之比为：1.2～1.5∶1。
在一种实施中，在施加挤压或/和击打作用时，对复合材料筋条三角区结构2进行固定以保持稳定。
在一种实施中，所述树脂体系为双马树脂、环氧树脂或两者的混合物。
在一种实施中，所述预浸料集束1为柱形，其横截面为圆形或椭圆形。
本发明具有的优点和有益效果是：
本发明通过设计整体性的预浸料集束与间歇性地挤压或/和击打相结合，可以使填充材料在三角区结构填充时经历整体结构-散化结构-整体结构的转化过程，兼具单向预浸料丝束累积填充法和编织体填充法优点。具体地，当预浸料集束初期置入时，其如编织体为整体性结构，可一次性置入三角区结构开口处；而当预浸料集束受到间歇性地挤压或/和击打作用时，由于整体性的预浸料集束为单向纤维结构，可借助冲击作用散化为单向预浸料丝束，实现单向预浸料丝束填充效果，同时由于间歇性地挤压或/和击打作用是通过预浸料集束以介质方式传递进行，已填入部分不会被带出，而预浸料集束1沿纤维方向的纤维横截面的面积总和大于复合材料筋条坯体三角区结构2沿轴向方向的横截面的理论面积设计则可再次保证预浸料集束再次形成整体结构，并完成高质量的三角区结构填充。更进一步地，预浸料集束1沿轴向方向的预浸料横截面的面积总和与复合材料筋条坯体三角区结构2沿长度方向的横截面的理论面积之比、间歇性地挤压或/和击打频率等设计则进一步优化了整个发明的实施效果。
附图说明
图1为本发明方法的填充过程示意图
具体实施方式
以下将结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步地详述：
该种复合材料筋条坯体三角区结构的填充方法是将单向预浸料通过折叠或/和卷曲方式形成一个整体性的预浸料集束1，优选地，所述预浸料集束1为柱形，其沿轴向方向的横截面为圆形或椭圆形，该预浸料集束1中纤维方向与预浸料集束1的轴向方向相一致，该预浸料集束1沿轴向方向的预浸料横截面的面积总和大于复合材料筋条坯体三角区结构2沿长度方向的横截面的理论面积，优选地，所述预浸料集束1沿轴向方向的预浸料横截面的面积总和与复合材料筋条坯体三角区结构2沿轴向方向的横截面的理论面积之比为：1.2∶1～2∶1，进一步优选地，所述预浸料集束1沿轴向方向的预浸料横截面的面积总和与复合材料筋条坯体三角区结构2沿轴向方向的横截面的理论面积之比为：1.5∶1～2∶1，然后将该预浸料集束1的纤维方向与复合材料筋条坯体三角区结构2以轴向相一致的方式置于复合材料筋条坯体三角区结构1的开口处，并通过间歇性地挤压或/和击打将预浸料集束2填充到复合材料筋条坯体三角区结构2中，直至复合材料筋条坯体三角区结构2充满，优选地，在施加间歇性地挤压或/和击作用时，所采用设施或设备的表面材料为橡胶材料，间歇性地挤压或/和击打频率大于10HZ，所述间歇性地挤压或/和击打P时，还额外针对预浸料集束1进行了加热，最后沿复合材料筋条坯体三角区结构2的下缘条2将筋条坯体三角区结构2开口处处理平整。
具体实例为T型筋条坯体三角区结构的填充，如图1所示，某T型筋条坯体三角区结构的填充面积为15.48mm2，采用弓形夹将构成T型筋条坯体的两个L型坯体及其模具固定，保证T型筋条坯体三角区结构稳定；采用同T型筋条坯体三角区结构轴向长度、单层压厚为0.14mm、宽度为200mm的单向预浸料直接卷曲成一个截面为近椭圆形的单向密实预浸料集束1；将上述单向密实预浸料集束1置于复合材料筋条三角区结构开口2处，其中单向密实预浸料集束的轴向与T型筋条坯体三角区结构的轴向一致，近椭圆形的类长轴与T型筋条坯体三角区结构的立筋方向一致。采用橡胶锤直接击打单向密实预浸料集束，击打频率10HZ，直至T型筋条坯体三角区结构充满，最后采用裁纸刀沿T型筋条的下橼条3消减筋条三角区结构外的余量部分，完成T型筋条坯体三角区结构的填充。

Claims (8)

1.一种复合材料筋条三角区结构的填充方法，其特征在于：该方法是将单向预浸料通过折叠、卷曲、拉挤方式形成一个整体形的预浸料集束(1)，该预浸料集束(1)中纤维方向一致，然后将该预浸料集束(1)置于复合材料筋条三角区结构(2)的开口处，预浸料集束(1)中的纤维方向与复合材料筋条三角区结构(2)的长度方向一致，然后通过间歇性地挤压或/和击打将预浸料集束(1)填充到复合材料筋条三角区结构(2)中，直至充满，最后沿复合材料筋条三角区结构(2)的下缘条(3)将开口处处理平整。
2.根据权利要求1所述的复合材料筋条三角区结构的填充方法，其特征在于：所述复合材料筋条三角区结构中的复合材料为碳纤维树脂基复合材料或玻璃纤维树脂基复合材料。
3.根据权利要求1所述的复合材料筋条三角区结构的填充方法，其特征在于：所述的复合材料筋条三角区结构中的复合材料与单向预浸料的树脂体系相一致。
4.根据权利要求1所述的复合材料筋条三角区结构的填充方法，其特征在于：所述复合材料筋条三角区结构中的筋条为T型筋、J型筋。
5.根据权利要求1所述的复合材料筋条三角区结构的填充方法，其特征在于：预浸料集束(1)沿纤维方向的横截面的面积与复合材料筋条三角区结构(2)沿长度方向的横截面的理论面积之比为：1.2～1.5∶1。
6.根据权利要求1所述的复合材料筋条三角区结构的填充方法，其特征在于：在施加挤压或/和击打作用时，对复合材料筋条三角区结构(2)进行固定以保持稳定。
7.根据权利要求1或3所述的复合材料筋条三角区结构的填充方法，其特征在于：所述树脂体系为双马树脂、环氧树脂或两者的混合物。
8.根据权利要求1所述的复合材料筋条三角区结构的填充方法，其特征在于：所述预浸料集束(1)为柱形，其横截面为圆形或椭圆形。
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