CN111591433A

CN111591433A - 一种柔性蒙皮及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN111591433A
Application number: CN201911098884.8A
Authority: CN
Inventors: 杨增辉; 张耀明; 陶立明; 王廷梅; 王齐华
Original assignee: Lanzhou Institute of Chemical Physics LICP of CAS
Current assignee: Lanzhou Institute of Chemical Physics LICP of CAS
Priority date: 2019-11-12
Filing date: 2019-11-12
Publication date: 2020-08-28
Anticipated expiration: 2039-11-12
Also published as: CN111591433B

Abstract

本发明提供了一种柔性蒙皮及其制备方法和应用，属于蒙皮技术领域。本发明提供的柔性蒙皮，包括弹性体层、波纹板和加强板，所述波纹板设置于弹性体层的单面，所述加强板竖直设置于所述波纹板的中间波纹槽内和横向设置于所述波纹板的最外侧。本发明提供的柔性蒙皮中，波纹板作为内部骨架及承力部件起到承受气动载荷的作用，解决了传统柔性蒙皮面内和面外刚度不足的问题，同时作为控制泊松效应的组件在蒙皮变形时减小泊松效应；加强板在蒙皮变形时具有承受气动载荷的能力；弹性体层作为光滑的蒙皮外层，能够减小阻力，而且还具有良好的快速变形和回复能力。本发明提供的具有特定结构的柔性蒙皮承受气动载荷能力和变形能力强、泊松效应不明显。

Description

一种柔性蒙皮及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及蒙皮技术领域，具体涉及一种柔性蒙皮及其制备方法和应用。

背景技术

为了满足飞机在不同任务状态下最优的气动性能，要求机翼能够实时根据环境改变几何形状，即飞机的机翼应当具有较强的自适应性。然而，传统飞机蒙皮一般为硬质蒙皮，其材质大多为铝合金，无法实现柔性变形，很难满足变形机翼气动及承载性能的综合要求。柔性蒙皮具有大的变形能力，且在变形过程中能够保持足够的刚度来承受机翼的气动载荷，同时在变形过程中蒙皮材料的驱动力小，得到广泛应用。

目前，国内外柔性蒙皮主要有三类：基于橡胶等弹性体的柔性蒙皮、基于机构设计的柔性蒙皮、基于蜂窝状或波纹状结构设计的变形蒙皮。其中，基于橡胶类弹性体的柔性蒙皮强度和刚度特性差，导致面内承载能力比较小，特别是在机翼变形过程中蒙皮不能承载气动载荷，极大地限制了其在变形机翼上的应用；基于机构设计的柔性蒙皮和基于蜂窝状或波纹状结构设计的变形蒙皮的变形量小，也不能满足变形机翼气动及承载性能的综合要求。另外，上述传统形式的柔性蒙皮在反复拉伸变形后产生的疲劳难以消除，从而影响了蒙皮整体的变形能力。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种柔性蒙皮及其制备方法和应用，本发明提供的柔性蒙皮承受气动载荷能力和变形能力强、泊松效应不明显且为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种柔性蒙皮，包括弹性体层、波纹板和加强板，所述波纹板设置于弹性体层的单面，所述加强板竖直设置于所述波纹板的中间波纹槽内和横向设置于所述波纹板的最外侧。

优选的，通过粘结剂将加强板固定于所述波纹板的波纹槽内，所述加强板在波纹槽中间隔2～5个波纹周期排放。

优选的，所述波纹板的波纹形状包括三角型、半圆形或圆弧形；

所述波纹板的高度为5～30mm；

所述弹性体层的厚度为1～5mm；

所述加强板的长度为宽度为10～30mm，厚度为3～6mm。

优选的，所述波纹板的制备原料包括第一树脂、第一织物和第一固化剂；

所述加强板的制备原料包括第二树脂、第二织物和第二固化剂；

所述弹性体层的制备原料包括第三树脂和第三固化剂；

所述第一树脂、第二树脂和第三树脂独立的包括聚氨酯预聚体、环氧树脂、环氧和聚氨酯预聚体互穿网络、聚酰亚胺和聚苯乙烯中的一种或几种；

所述第一织物和第二织物独立的包括聚酯织物、氨纶织物、尼龙织物、四氟织物、碳纤维织物、玻璃纤维织物和芳纶织物中的一种或几种；

所述第一固化剂、第二固化剂和第三固化剂独立的包括固化剂为3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯基甲烷、4,4′-二氨苯基甲烷和聚醚胺中的一种或几种。

优选的，所述第一树脂和第一固化剂的质量比为(12～23)：(1～4)。

优选的，所述第二树脂和第二固化剂的质量比为(13～20)：(3～6)。

优选的，所述第三树脂和第三固化剂的质量比为(12～20)：(3～8)。

本发明提供了上述技术方案所述柔性蒙皮的制备方法，包括以下步骤：

将波纹板置于弹性体层的单面，将加强板分别竖直固定于所述波纹板的中间波纹槽内和横向固定于所述波纹板最外侧，得到柔性蒙皮。

优选的，所述柔性蒙皮的制备方法，包括以下步骤：

将第三树脂和第三固化剂混合，得到胶液；

将波纹板置于所述胶液的表面，通过粘结剂将加强板分别竖直固定于所述波纹板的中间波纹槽内和横向固定于所述波纹板的最外侧；

将所述柔性蒙皮半成品进行第三固化，得到柔性蒙皮。

本发明还提供了上述技术方案所述的柔性蒙皮或上述技术方案所述制备方法制备的柔性蒙皮在变体机翼尾翼或襟翼的连续变形中有巨大的应用前景。

本发明提供了一种柔性蒙皮，包括弹性体层、波纹板和加强板，所述波纹板设置于弹性体层的单面，所述加强板竖直设置于所述波纹板的中间波纹槽内和横向设置于所述波纹板的最外侧。本发明提供的柔性蒙皮中，波纹板作为内部骨架及承力部件起到承受气动载荷的作用，解决了传统柔性蒙皮面内和面外刚度不足的问题，同时作为控制泊松效应的组件在蒙皮变形时减小泊松效应；所述竖直放置的加强板在蒙皮变形时具有承受气动载荷的能力，横向放置的加强板在柔性蒙皮安装中起到和飞机部件链接的作用；所述弹性体层作为光滑的蒙皮外层，能够减小阻力，而且还具有良好的快速变形和回复能力。如实施例结果所示，本发明提供的柔性蒙皮的伸长率为100～200％，驱动力(20mm宽)为60～100N，泊松效应(拉伸时宽度方向变窄)<3mm，承受气动载荷能力(均布压力)>0.1MPa，表明本发明提供的具有特定结构的柔性蒙皮承受气动载荷能力和变形能力强、泊松效应不明显。

附图说明

图1为波纹板示意图，其中，1为波纹板；

图2为波纹板置于弹性体层的单面后所得柔性蒙皮半成品的示意图，其中，1为波纹板，2为弹性体层；

图3为柔性蒙皮示意图，其中，1为波纹板，2为弹性体层，3-1为竖直设置的加强板，3-2为横向设置的加强版。

具体实施方式

在本发明中，所述横向设置于所述波纹板的最外侧是指横向设置于所述波纹板上波纹最外侧的平面上。

本发明优选通过粘结剂将加强板分别固定于所述波纹板的中间波纹槽内和横向固定于所述波纹板的最外侧。在本发明中，所述加强板在波纹槽中间隔2～5个波纹周期设置。在本发明中，所述粘结剂的组成优选与所述弹性体层所用的弹性体的组成相同；所述弹性体层后文会详述。

在本发明中，所述波纹板的示意图如图1所示，其中，1为波纹板。在本发明中，所述波纹板的波纹形状优选包括三角型、半圆形或圆弧形；所述波纹板的高度优选为5～30mm，更优选为5～25mm，最优选为10～20mm。本发明对于所述波纹板的长度没有特殊限定，优选根据实际需要确定。本发明提供的柔性蒙皮具有面内和面外刚度及变形能力的可设计性，即根据柔性蒙皮变形能力的不同需求，可以通过改变波纹板的参数和形式以及厚度控制等来获得不同变形性能、不同气动载荷能力的柔性蒙皮。

在本发明中，所述波纹板的制备原料优选包括第一树脂、第一织物和第一固化剂；所述第一树脂和第一固化剂的质量比优选为(12～23)：(1～4)，更优选为(15～20)：(1～4)。

在本发明中，所述第一树脂优选包括聚氨酯预聚体、环氧树脂、环氧和聚氨酯预聚体互穿网络、聚酰亚胺和聚苯乙烯中的一种或几种，更优选为聚氨酯预聚体和环氧树脂的混合物；所述聚氨酯预聚体和环氧树脂的混合物中聚氨酯预聚体和环氧树脂的质量比优选为1:(0.2～0.5)；所述环氧树脂优选为环氧树脂E51或环氧树脂E44。

本发明对于所述聚氨酯预聚体的来源没有特殊限定，采用市售商品或自制均可，优选自制。在本发明中，所述聚氨酯预聚体的制备方法优选包括以下步骤：将多元醇和多异氰酸酯进行预聚合反应，得到聚氨酯预聚体。在本发明中，所述多元醇优选包括聚四氢呋喃二醇(PTMG)、聚丙二醇(PPG)和聚己内酯多元醇(PCL)中的一种或几种；所述聚四氢呋喃二醇优选包括PTMG 3000、PTMG2000、PTMG1400和PTMG1000中的一种或几种，更优选包括PTMG3000、PTMG2000、PTMG1400或PTMG1000，所述聚丙二醇优选包括PPG2025或PPG1025；所述聚己内酯多元醇优选为PCL2000或PCL10000。在本发明中，所述多异氰酸酯优选包括二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)和/或甲苯二异氢酸酯(TDI)。在本发明中，所述多元醇和多异氰酸酯的质量比优选为(1.8～2.2):1，更优选为2:1。在本发明中，所述预聚合反应的温度优选为70～90℃，更优选为80℃；所述预聚合反应的的时间优选为12～24h，更优选为16～20h。

在本发明中，所述第一织物优选包括聚酯织物、氨纶织物、尼龙织物、四氟织物、碳纤维织物、玻璃纤维织物和芳纶织物中的一种或几种，更优选包括聚酯织物、氨纶织物、尼龙织物、四氟织物、碳纤维织物、玻璃纤维织物或芳纶织物。在本发明中，所述织物的尺寸优选为(100～100)mm×(300～300)mm，更优选为200mm×100mm。

在本发明中，所述第一固化剂优选包括3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯基甲烷(MOCA)、4,4′-二氨基二苯基甲烷(MDA)和聚醚胺(D230)中的一种或几种，更优选包括3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯基甲烷、4,4′-二氨苯基甲烷或聚醚胺。

在本发明中，所述波纹板的制备方法优选包括以下步骤：将第一树脂和第一固化剂混合后浸渍第一织物，将所得浸渍织物铺放成波纹形状后进行第一固化，得到波纹板。在本发明中，具体的，优选包括以下步骤：将第一树脂和第一固化剂混合得到树脂胶液，将第一织物浸渍到树脂胶液中，得到浸渍织物；在带有波纹的模具中铺设隔离膜，将所述浸渍织物铺设在所述隔离膜的上表面，裁掉多余浸渍织物，然后将所得模具置于真空袋中，进行真空加压和固化，脱模得到波纹板，波纹板的示意图如图1所示，其中1为波纹板。

在本发明中，所述第一树脂和第一固化剂混合优选在搅拌条件下进行；本发明对于所述搅拌的速度没有特殊限定，采用本领域熟知的搅拌速度即可。完成所述混合后，本发明优选还包括将所述树脂胶液进行脱气。本发明对于所述脱气没有特殊限定，采用本领域熟知的脱气操作即可。

在本发明中，所述浸渍优选在玻璃平板上进行；所述浸渍的方式优选为将树脂胶液均匀涂覆于织物表面，采用刮板刮涂树脂胶液使织物浸渍完全。完成所述浸渍后，本发明优选还包括利用刮板对所得浸渍织物中的气泡挤出，然后在热吹风加热条件下刮除多余的胶液。在本发明中，通过气泡挤出和刮除多余的胶液，能够保证浸渍织物中各部分的含胶量适中，表面不产生起毛和气泡等现象，进而提高波纹板的性能。

在本发明中，所述浸渍织物的在模具中的铺设方式优选包括：将所述浸渍织物手工铺放于带有波纹的模具中，保证浸渍织物与模具的每一个波纹紧密贴合，裁除多余的织物，然后将浸渍织物置于真空袋中，将所得真空袋压入波纹槽中，铺放透气毡和粘贴密封胶完成真空密封工装，保持气密性良好，链接热压罐的抽真空装置使真空袋压入每一个波纹槽内，持续保持真空加压状态，得到铺放成波纹形状的浸渍织物。

在本发明中，所述带有波纹的模具优选为带有波纹的钢制模具；所述波纹的形状优选为三角型、半圆形或圆弧形。

在本发明中，所述第一固化优选在热压罐中进行。在本发明中，所述固化优选在程序升温条件下进行。在本发明中，所述程序升温条件优选包括：先以5～15℃/min的升温速率升温至80～140℃，保温2～5h；然后以5～15℃/min的升温速率升温至120～180℃，保温5～8h。

完成所述第一固化后，本发明优选还包括将所述热压罐的温度降到室温后，打开热压罐取出波纹板产品，然后利用刀片修剪清理波纹板的四周及表面不平整处，使所得波纹板的形状规则。

本发明以上述第一树脂、第一织物和第一固化剂为原料制备的波纹板，一方面作为柔性蒙皮的内部骨架及承力部件，起到承受气动载荷的作用，解决了传统柔性蒙皮面内和面外刚度不足的问题，另一方面作为控制泊松效应的组件，能够在蒙皮变形时减小泊松效应。

在本发明中，所述加强板的长度优选与所述波纹板的长度相同，具体如100～300mm，更优选为150～250mm，最优选为200mm；所述加强板的宽度优选为10～30mm，更优选为15～20mm；所述加强板的厚度优选为3～6mm，更优选为4～5mm。

在本发明中，所述加强板的制备原料优选包括第二树脂、第二织物和第二固化剂。在本发明中，所述第二树脂可选范围优选与所述第一树脂的可选范围一致；所述第二织物可选范围优选与所述第一织物的可选范围一致；所述第二固化剂的可选范围优选与所述第一固化剂的可选范围一致，在此不再赘述。在本发明中，所述第二树脂和第二固化剂的质量比优选为(13～20)：(3～6)，更优选为(13～20)：(3～6)。

在本发明中，所述第二织物的尺寸优选为(100～100)mm×(300～300)mm，更优选为200mm×100mm。

在本发明中，所述加强板的制备方法优选包括以下步骤：将第二树脂和第二固化剂混合后浸渍第二织物，将所得浸渍织物铺层后进行第二固化，得到加强板。

在本发明中，所述第二树脂和第二固化剂混合优选在搅拌条件下进行，本发明对于所述搅拌的速度没有特殊限定，采用本领域熟知的搅拌速度即可。完成所述混合后，本发明优选还包括将所述树脂胶液进行脱气。本发明对于所述脱气没有特殊限定，采用本领域熟知的脱气操作即可。

在本发明中，所述浸渍优选在玻璃平板上进行；所述浸渍的方式优选为树脂胶液均匀涂覆于织物表面，采用刮板刮涂树脂胶液使织物浸渍完全。完成所述浸渍后，本发明优选还包括利用刮板对所得浸渍织物中的气泡挤出，然后在热吹风加热条件下刮除多余的胶液。在本发明中，通过气泡挤出和刮除多余的胶液，能够保证树脂浸渍芳纶织物各部分的含胶量为20～50wt％，含胶量适中，表面不产生起毛和气泡等现象，进而提高柔性蒙皮的性能。

完成所述铺层后，本发明优选将所得铺层浸渍织物进行真空工装和真空加压，然后再进行第二固化。在本发明中，所述真空工装、真空加压和第二固化优选与上述波纹板的制备技术方案中的真空工装、真空加压和第一固化的操作和实验条件相同，在此不再赘述。

完成所述第二固化后，本发明优选还包括将所述热压罐降至室温后，打开热压罐取出加强板粗品，利用刀具切削工具去除毛边，然后进行加工切割。

本发明以上述第二树脂、第二织物和第二固化剂为原料制备的加强板在蒙皮变形时具有承受气动载荷的能力。

在本发明中，所述弹性体层的制备原料优选包括第三树脂和第三固化剂。在本发明中，所述第三树脂可选范围优选与所述第一树脂的可选范围一致；所述第三固化剂的可选范围优选与所述第一固化剂的可选范围一致，在此不再赘述。在本发明中，所述第三树脂和第三固化剂的质量比优选为(12～20)：(3～8)，更优选为(15～20)：(3～8)。本发明以第三树脂和第三固化剂作为原料制备的弹性体使得柔性蒙皮同时具有良好的变形能力和快速变形和回复能力。

本发明提供了上述技术方案所述柔性蒙皮的制备方法，包括以下步骤：将波纹板置于弹性体层的单面，将波纹板置于弹性体层的单面，将加强板分别固定于所述波纹板的中间波纹槽内和横向固定于所述波纹板的最外侧，得到柔性蒙皮。

在本发明中，所述柔性蒙皮的制备方法，优选包括以下步骤：将第三树脂和第三固化剂混合，得到胶液；将波纹板置于所述胶液的表面通过粘结剂将加强板竖直固定于所述波纹板的中间波纹槽间隔内和横向固定于所述波纹板的波纹的最外侧，得到柔性蒙皮半成品；将所述柔性蒙皮半成品进行第三固化，得到柔性蒙皮。

在本发明中，所述第三树脂和第三固化剂混合优选在搅拌条件下进行，本发明对于所述搅拌的速度没有特殊限定，采用本领域熟知的搅拌速度即可。完成所述混合后，本发明优选还包括将所述树脂胶液进行脱气。本发明对于所述脱气没有特殊限定，采用本领域熟知的脱气操作即可。

在本发明中，所述波纹板置于弹性体层的单面后所得柔性蒙皮半成品的示意图如图2所示，其中，1为波纹板，2为弹性体层。在本发明中，将波纹板置于弹性体层的单面后，优选还包括用薄板按压所述弹性体的上表面，使波纹板的浸入弹性体的深度保持一致。本发明对于所述按压的力度没有特殊限定，能够保证波纹板的浸入弹性体的深度为2～4mm即可。

在本发明中，所述加强板固定的方式优选为通过粘结剂将加强板固定于波纹槽内，具体的，优选包括将粘结剂置于注射袋，挤到波纹板的波纹槽内，然后将加强板放置于波纹槽内，轻按加强板使其与波纹槽紧密粘结，然后用夹子固定所述加强板的两侧，使加强板保持竖直状态；待所有加强板固定完后，在加强板上整体施加压力，使加强板和波纹槽保持紧密粘结。在本发明中，所述粘结剂的组成优选与所述弹性体层的制备原料相同，即与所述胶液相同。

在本发明中，所述第三固化优选在热压罐中进行。在本发明中，所述第三固化优选在程序升温条件下进行；所述程序升温条件优选包括：以5～15℃/min升温速率升温至60～100℃，保温2～4h，然后以5～15℃/min升温速率升温至80～140℃，保温2～6h；更优选为以5℃/min、10℃/min或15℃/min升温速率升温至60～100℃，保温2～4h；然后以5℃/min、10℃/min或15℃/min升温速率升温至80～140℃，保温2～6h。

完成所述第三固化后，本发明优选还包括将所得柔性蒙皮粗品进行脱模和清除毛边，得到柔性蒙皮。

在本发明中，所述柔性蒙皮示意图如图3所示，其中，1为波纹板，2为弹性体层，3-1竖直设置的加强板，3-2为横向设置的加强版。本发明制备的具有特定结构和特定组成的柔性蒙皮承受气动载荷能力和变形能力强、泊松效应不明显，且操作简单，适宜规模化生产。

本发明还提供了上述技术方案所述的柔性蒙皮或上述技术方案所述制备方法制备的柔性蒙皮在变体机翼中的应用。

下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

(1)将PTMG2000和TDI混合，在80℃条件下进行预聚合反应，得到聚氨酯预聚体；其中PTMG2000和TDI的质量比为2:1；

(2)将尺寸为200mm×100mm的芳纶织物铺放到干净整洁的平衡台上，将聚氨酯预聚体(6g)、环氧树脂E51(24g)和固化剂MOCA(4.5g)搅拌均匀后脱气得到树脂胶液，将所述树脂胶液均匀涂覆于氨纶织物表面，然后用刮板刮涂胶液使芳纶织物浸透树脂胶液并挤出气泡，待芳纶纤维织物完全浸渍后，在热吹风加热下刮除多余的胶液，使树脂胶液浸渍的芳纶织物各处保持含胶量30％，表面无起毛、气泡等现象；将隔离膜平铺于树脂胶液浸渍的芳纶织物表面，隔离膜和织物之间保持无气泡、无明显的褶皱；

将所得树脂胶液浸渍的芳纶织物手工铺放于清理好的钢制三角形波纹模具中，保证织物和模具的每一个波纹紧密贴合，待所有浸渍的芳纶织物铺放入模具中后，裁除多余的织物；然后铺放透气毡、粘贴密封胶完成真空袋的密封工装，保持气密性良好，连接热压罐的抽真空装置使真空袋进入每一个波纹板内部，保持真空加压状态；

将所得整体模具放入热压罐中，以10℃/min的升温速率升温到120℃后保温5h，然后以10℃/min的升温速率升温到150℃后保温8h，完成程序固化后，将热压罐温度降到室温后，打开热压罐，然后将所得波纹板粗品从模具、透气毡和隔离膜中脱出，利用刀片修剪清理波纹板的四周及表面不平整处，使其形状规则，得到波纹板，所述波纹板的高度为20mm；

(3)将聚氨酯预聚体(6g)、环氧树脂E51(24g)、固化剂MOCA(6.5g)搅拌均匀后脱气得到树脂胶液，将尺寸为200mm×100mm的碳纤维布用树脂胶液浸渍，将15层树脂胶液浸渍的玻璃纤维布层铺粘结，铺层过程将各层中的气泡赶出，刮除多余的胶液，保持各部分树脂胶液厚度的均匀性；

将铺层好的玻璃纤维布手工修边并清除边角多余的树脂胶液，通过真空袋工装加压，检查各位置气密性，始终保持各部分处于0.08MPa加压状态，然后置于热压罐中，以5℃/min的升温速率升温到80℃保持4h，之后以5℃/min的升温速率继续升温到120℃保持8h；待固化程序完成后，降至室温后打开热压罐取出加强板粗品，利用刀具切削工具去除毛边，制备的加强板粗品的厚度为0.3mm，然后进行加工切割成200mm×20mm×0.3mm的加强板；

(4)将聚氨酯预聚体(20g)、环氧树脂E51(5g)、固化剂MOCA(8g)搅拌均匀后并在真空烘箱中脱气处理得到胶液，将胶液倾倒于能够控制胶液厚度且保持水平的模具中，利用刮板将其刮平，保证各处厚度均一，得到胶液层；

(5)将波纹板轻放于胶液层上表面，用薄板轻轻按压弹性体层上表面，使每一处波纹板浸入胶液层中的深度保持一致，将弹性体置于注射袋中挤到放置加强板的波纹槽内，保持波纹槽内用胶量基本均匀，然后将加强板放置于波纹槽内，轻按每一处加强板使其粘结紧密，然后用夹子固定加强板的两侧，使其保持竖直，在所述波纹板最外侧的平面上分别横向放置一块加强板，待所有的加强板固定后，在加强板上整体施压，使其与波纹槽粘结良好，；然后将整体置于热压罐中，以5℃/min的升温速率升温到80℃后保持2h，然后以5℃/min的升温速率升温到120℃后保持6h；待固化完成，将热压罐温度降到常温后，打开热压罐取出柔性蒙皮粗品，利用刀片修剪清理其四周，使其形状规则，得到柔性蒙皮；其中弹性体层的厚度为1.7mm，波纹板高度为20mm。

实施例2

按照实施例1的方法制备柔性蒙皮，与实施例1的区别在于，步骤(1)中聚氨酯预聚体的制备原料为PCL2000和TDI，质量比为2:1；

步骤(2)中制备波纹板的树脂为环氧树脂E44，固化剂为D230，采用钢制圆弧形波纹模具；

步骤(4)中制备弹性体层的树脂为环氧树脂E44；

步骤(5)中弹性体层的厚度为2.7mm。

实施例3

按照实施例1的方法制备柔性蒙皮，与实施例1的区别在于，步骤(1)中聚氨酯预聚体的制备原料为PCL1000和TDI，质量比为2:1；

步骤(2)中制备波纹板所用的织物为芳纶织物，采用钢制半圆形波纹模具，程序升温固化条件为：以5℃/min的升温速率升温到120℃后保温2h，然后以5℃/min的升温速率升温到150℃后保温8h；

步骤(3)中制备加强板所用的织物为玻璃纤维布，固化剂为MDA，程序升温固化条件为：以10℃/min的升温速率升温到80℃后保温4h，然后以10℃/min的升温速率升温到120℃后保温8h；

步骤(4)中制备弹性体层所用固化剂MOCA质量为6.5g；

步骤(5)中弹性体层的厚度为2.8mm。

对比例1

按照实施例1的方法制备柔性蒙皮，与实施例1的区别在于在整体蒙皮中不放置加强板，最终样件是由芳纶织物的波纹板和弹性体基体组成。

测试例

将实施例1～3制备的柔性蒙皮裁剪为尺寸200mm×50mm的样品在万能拉伸实验机上进行变形和回复性能测试，测试结果如表1所示。

表1柔性蒙皮的变形和回复性能测试结果

测试项目	实施例1	实施例2	实施例3	对比例1
					伸长率/％	100～150	100～150	100～200	150～200
驱动力(20mm宽)/N	80～100	80～100	60～90	40～60
					泊松效应(拉伸时宽度方向变窄)/mm	<2	<2	<3	<4
承受气动载荷能力(均布压力)/MPa	>0.1	>0.1	>0.1	＜0.08

由表1可知，省略加强板后驱动力和承受气动载荷能力降低且泊松效应较明显，而将波纹板、加强条和弹性体组合成的柔性蒙皮的受气动载荷能力和变形能力强、泊松效应不明显。

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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种柔性蒙皮，其特征在于，包括弹性体层、波纹板和加强板，所述波纹板设置于弹性体层的单面，所述加强板竖直设置于所述波纹板的中间波纹槽内和横向设置于所述波纹板的最外侧。

2.根据权利要求1所述的柔性蒙皮，其特征在于，通过粘结剂将加强板固定于所述波纹板的波纹槽内，所述加强板在波纹槽中间隔2～5个波纹周期排放。

3.根据权利要求1所述的柔性蒙皮，其特征在于，所述波纹板的波纹形状包括三角型、半圆形或圆弧形；

所述波纹板的高度为5～30mm；

所述弹性体层的厚度为1～5mm；

所述加强板的宽度为10～30mm，厚度为3～6mm。

4.根据权利要求1～3任一项所述的柔性蒙皮，其特征在于，所述波纹板的制备原料包括第一树脂、第一织物和第一固化剂；

所述弹性体层的制备原料包括第三树脂和第三固化剂；

所述第一固化剂、第二固化剂和第三固化剂独立的包括3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯基甲烷、4,4′-二氨苯基甲烷和聚醚胺中的一种或几种。

5.根据权利要求4所述的柔性蒙皮，其特征在于，所述第一树脂和第一固化剂的质量比为(12～23)：(1～4)。

6.根据权利要求4所述的柔性蒙皮，其特征在于，所述第二树脂和第二固化剂的质量比为(13～20)：(3～6)。

7.根据权利要求4所述的柔性蒙皮，其特征在于，所述第三树脂和第三固化剂的质量比为(12～20)：(3～8)。

8.权利要求1～7任一项所述柔性蒙皮的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将波纹板置于弹性体层的单面，将加强板竖直固定于所述波纹板的中间波纹槽内和横向固定于所述波纹板的最外侧，得到柔性蒙皮。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述柔性蒙皮的制备方法，包括以下步骤：

将第三树脂和第三固化剂混合，得到胶液；

将波纹板置于所述胶液的表面，通过粘结剂将加强板竖直固定于所述波纹板的中间波纹槽内和横向固定于所述波纹板的最外侧，得到柔性蒙皮半成品；

将所述柔性蒙皮半成品进行第三固化，得到柔性蒙皮。

10.权利要求1～7任一项所述的柔性蒙皮或权利要求8～9任一项所述制备方法制备的柔性蒙皮在变体机翼中应用。