CN111959004A - 一种运载火箭发动机壳体补强方法 - Google Patents

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郭传航
杨恒
张彬
汤伟
李顺
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Abstract

本发明公开了一种运载火箭发动机壳体补强方法，包括以下步骤：步骤1）模具制造：根据火箭发动机壳体制造出封头段至圆筒段之间的不规则形状段的模具；步骤2）三维编织；使用三维编织机对上述不规则形状段进行编织，得到对应不规则形状的编织套；步骤3）补强：将步骤2中制得的编织套在火箭发动机壳体制造的缠绕过程中套上模具对应位置，完成补强,本发明采用编织工艺编织出一整圈的编织套，相比之前的补强碳布对于运载火箭发动机壳体的补强效果更好。

Description

一种运载火箭发动机壳体补强方法
技术领域
本发明涉及一种运载火箭发动机，特别涉及一种运载火箭发动机壳体补强方法。
背景技术
运载火箭发动机壳体用碳纤维增强树脂基复合材料成型时，会存在局部强度不够的情况，需要在缠绕成型时对局部进行碳布补强，以满足产品的强度要求。以前补强时都是预先把补强需要的碳布一块一块地裁剪好，在需补强的地方将碳布贴满一整圈，这种补强方式最明显的缺点就是补强的碳布不是一个整体，是拼接而成，在强度方面存在一定的削弱。
现有技术中公开了一种大型分段复合材料壳体连接结构及壳体缠绕方法，其公开号为：CN 106762222，其壳体包括连接封头段与圆筒段的不规则形状段（该方案中该段结构为圆弧形），同时壳体的缠绕方法也予以公开。
发明内容
本发明的目的是提供一种运载火箭发动机壳体补强方法，补强效果更好。
本发明的目的是这样实现的：一种运载火箭发动机壳体补强方法，包括以下步骤：
步骤1）模具制造：根据火箭发动机壳体制造出封头段至圆筒段之间的不规则形状段的模具；
步骤2）三维编织；使用三维编织机对上述不规则形状段进行编织，得到对应不规则形状的编织套；
步骤3）补强：将步骤2中制得的编织套在火箭发动机壳体制造的缠绕过程中套上模具对应位置，完成补强。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明采用编织工艺编织出一整圈的编织套，相比之前的补强碳布对于运载火箭发动机壳体的补强效果更好。
作为本发明的进一步限定，步骤1）中的模具为木质模具，且编织前，在模具表面贴有脱模布。木质材料成型方便，质量更轻；编制前贴脱模布使得脱模更加方便。
作为本发明的进一步限定，步骤2）中编织套位置为模具上不规则形状段靠近圆筒段区域。此区域为更加容易出现强度不够区域。
作为本发明的进一步限定，步骤3）中编织套的加入是在缠绕的过程中套上，具体为：缠绕过程分为多个缠绕阶段，编织套的加入是在相邻两缠绕阶段中套上。通过上述方法加入使得编织套与缠绕层结合更加紧密。
附图说明
图1为本发明流程图。
图2为本发明中模具结构示意图。
具体实施方式
如图1所示的一种运载火箭发动机壳体补强方法，包括以下步骤：
S101模具制造：根据火箭发动机壳体制造出封头段1至圆筒段2之间的不规则形状段3的木质模具，如图2所示，且在模具表面贴有脱模布；
S102三维编织；将上述模具置于三维编织机上，使用三维编织机对上述不规则形状段3进行编织，编织套位置为模具上不规则形状段3靠近圆筒段2区域，且模具上靠近封头段1的不规则形状段3区域加有周向平面4，进一步方便脱下编织套，得到对应不规则形状的编织套；
S103补强：将制得的编织套在火箭发动机壳体制造的缠绕过程中套上模具对应位置，编织套的添加是在相邻两缠绕阶段，其中缠绕阶段如背景技术中公布文件中的多次螺旋倾斜缠绕层之间（完成一次螺旋倾斜缠绕后套上编织套，再进行下一次螺旋倾斜缠绕），完成补强。
下面结合具体编织步骤对本发明做进一步说明。
1、编织前准备。
1-1）操作间环境要求：温度要求为15℃～30℃，相对湿度为55%～75%。
1-2）用干净的医用脱脂纱布蘸适量丙酮擦洗模具、芯管5表面，目视无灰尘、油污。
1-3）领取合格的碳纤维原材料。
2、导纱。
2-1）打开导纱机电源，调整转速300转/min,转数设置400圈。
2-2）将碳纤维纱安装在张力架上，线头向上依次穿过断线自停架、限位滚轮后绕在纱管上。
2-3）绕编织纱：点击启动开始导纱，达到400圈后，换下一纱管，以此循环，直至完成144根编织纱导纱。
2-4）绕轴向纱：转数设置400圈，点击启动开始导纱，达到200圈后，换下一纱管，以此循环，直至完成72根轴向纱导纱。
3、安装模具和纱管。
3-1）将模具侧放于于地面，用芯管5穿过模具中心孔内，移动到芯管5中心位置，将带有芯管5的模具装上三维编织机上。
4、编织。
4-1）顺时针旋转控制器开关90度，打开控制器电源。
4-2）设定参数：打开编织控制界面，设定编织角度7度，编织转速300，振动速度400。
4-3）调整滑台移动方向为向绑定纱头反方向移动，点击启动编织按钮开始编织；由大端向小端编织，直至一层编织完成。
4-4）重复上一步的编织方式，直至所有层编织完成。
5、下机。
5-1）松开三维编织机滑台卡盘，将芯管5另一端用行吊吊起，将编织模具及编织件取下架放于模具支架上。
5-2）用薄膜将下样后的编织件包覆防尘备用。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种运载火箭发动机壳体补强方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1）模具制造：根据火箭发动机壳体制造出封头段至圆筒段之间的不规则形状段的模具；
步骤2）三维编织；使用三维编织机对上述不规则形状段进行编织，得到对应不规则形状的编织套；
步骤3）补强：将步骤2中制得的编织套在火箭发动机壳体制造的缠绕过程中套上模具对应位置，完成补强。
2.根据权利要求1所述的一种运载火箭发动机壳体补强方法，其特征在于，步骤1）中的模具为木质模具，且编织前，在模具表面贴有脱模布。
3.根据权利要求1所述的一种运载火箭发动机壳体补强方法，其特征在于，步骤2）中编织套位置为模具上不规则形状段靠近圆筒段区域，且模具上靠近封头段的不规则形状段区域加有周向平面。
4.根据权利要求1所述的一种运载火箭发动机壳体补强方法，其特征在于，步骤3）中编织套的加入是在缠绕的过程中套上，具体为：缠绕过程分为多个缠绕阶段，编织套的加入是在相邻两缠绕阶段中套上。
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