CN117103653B - 制备变径、大锥底复合材料桅杆用模具及桅杆制备方法 - Google Patents
制备变径、大锥底复合材料桅杆用模具及桅杆制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供制备变径、大锥底复合材料桅杆用模具及桅杆制备方法，模具包括模具壳体，模具壳体包括由顶部至底部依次同轴连接的直线模具段、锥底模具段和封头模具段；直线模具段的外型面与复合材料桅杆的直线段的内型面相贴合；锥底模具段为顶面小底面大的圆台状，顶面外径不小于直线模具段的底面外径，且锥底模具段的外型面与复合材料桅杆的锥底段的内型面相贴合；封头模具段为与锥底模具段形状、大小一致的顶面大底面小的圆台状。本发明通过模具设计、铺放/缠绕一体化成型工艺，实现了复合材料桅杆小角度铺层连续成型，可显著提升复合材料桅杆的抗弯性能，从而提高使用过程中的安全系数，降低复合材料桅杆的重量指标。
Description
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，具体涉及制备变径、大锥底复合材料桅杆用模具及桅杆制备方法。
背景技术
舰船的桅杆主要用于安装电子遥望设备、雷达、信号天线等设备，商船上的桅杆用来装信号灯、挂旗帜、架电报天线、支撑吊货杆、吊装和卸运货物。与传统钢结构桅杆相比，复合材料桅杆具有重量轻、强度刚度高、耐海水盐雾腐蚀性佳、透波性强等性能优点，作为雷达、天线等探测设备的安装平台，适合现代舰船的要求，具有良好的应用前景。
复合材料桅杆因需要较高的轴向强度，以抵抗船舶摆动、振动、风载等不同工况的需要，其成型工艺由原始的手糊成型改进为缠绕成型工艺，缠绕成型工艺具有纤维连续、可设计性强、纤维强度发挥率高等优势。公开号为CN 101497243 B的中国专利文献公开了一种碳纤维复合材料桅杆的制造方法，该发明的桅杆的重量比金属桅杆的重量减轻43.4％，由于碳纤维复合材料是层层交叉缠绕，因此提高了碳纤维复合材料桅杆的强度。公开号为CN114905773A的中国专利文献公开了轻质桅杆的制备方法，包括制备热塑性树脂纤维复合材料预浸带，干燥处理，将预浸带在桅杆成型模具上沿着多个方向、逐层缠绕多次，得到复合材料预浸带层，将其热压成型，得到轻质桅杆。但是缠绕成型方法存在着一定的局限，缠绕成型产品通常为回转体，针对的产品直径变化不能过大，否则在直径变化过渡区域无法实现小角度缠绕，因此通常复合材料桅杆是由主桅体与底部金属法兰两部分构成，复合材料主桅体制备完成后，再与底部法兰进行粘接，并使用螺钉进行机械连接。上述两公开专利最终制备得到的即为复合材料主桅体。该种主桅体与底部法兰粘接后螺钉连接的结构在长期使用后，在载荷响应时出现的复合材料与金属应变不一致，导致粘接面位置局部应力集中，出现粘接面微裂纹、开裂现象，继而发展为粘接面脱粘失效，带来隐患。并且为保证金属和碳纤维复合材料的粘接面强度，需要对金属和碳纤维复合材料表面进行打磨处理后实施粘接，一旦粘接面受损，金属和碳纤维存在连通形成原电池，金属和碳纤维存在较大的电位差，金属法兰底座在电化学腐蚀作用下被腐蚀，造成隐患、缩短桅杆的整体使用寿命。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供制备变径、大锥底复合材料桅杆用模具及桅杆制备方法，通过模具设计、铺放/缠绕一体化成型工艺，实现了复合材料桅杆的小角度铺层连续成型，相比其他工艺能够显著提升复合材料桅杆的抗弯性能，对于船舶在航行过程中可能存在的振动、摆动、风载等不同工况，连续的铺层纤维能够提高安全系数，同时降低复合材料桅杆的重量指标。
为了解决上述问题，本发明的第一方面提供一种制备变径、大锥底复合材料桅杆用模具，包括模具壳体，所述模具壳体包括由顶部至底部依次同轴连接的直线模具段、锥底模具段和封头模具段；所述直线模具段的外型面与复合材料桅杆的直线段的内型面相贴合；所述锥底模具段为顶面小底面大的圆台状，圆台状的顶面的外径不小于所述直线模具段的底面的外径，且所述锥底模具段的外型面与复合材料桅杆的锥底段的内型面相贴合；所述封头模具段为与所述锥底模具段形状、大小一致的顶面大底面小的圆台状。
优选地，所述模具还包括中心轴和多个轮盘，所述模具壳体为中空结构，所述模具壳体中沿轴向方向贯穿设置所述中心轴，所述中心轴上沿轴向方向间隔设置所述轮盘，所述轮盘将所述中心轴与所述模具壳体连接，并对所述模具壳体进行支撑。
优选地，所述模具壳体还包括过渡模具段；所述过渡模具段设于所述锥底模具段与所述封头模具段之间，所述过渡模具段为外径与所述锥底模具段的底面外径相同的圆柱状。
本发明的第二方面提供一种变径、大锥底复合材料桅杆的制备方法，所述复合材料桅杆包括由顶部至底部依次同轴连接的直线段和锥底段，所述锥底段为顶面小底面大的圆台状，且圆台状的顶面的外径不小于所述直线段的底面的外径，包括以下步骤：
S1.利用上述的制备变径、大锥底复合材料桅杆用模具，根据设计的铺层角度、顺序和厚度，在所述模具上采用湿法缠绕成型工艺形成缠绕铺层或单向布铺放并刷胶工艺形成铺放铺层；
S2.对成型后的产品进行固化；
S3.固化完成后进行脱模，并根据桅杆的结构对所述锥底段底部的多余的圆台状结构进行切割，得到所述变径、大锥底复合材料桅杆。
优选地，在所述直线模具段上进行铺层时，铺层角度为80°至90°的铺层，采用湿法缠绕成型工艺，铺层角度为0°至80°的铺层，采用单向布铺放并刷胶工艺。
优选地，在所述直线模具段上进行单向布铺放并刷胶工艺的具体步骤为：
按照规定尺寸，对单向布进行裁剪；将裁剪后的单向布按照选定的铺层角度在所述直线模具段上进行铺贴，并且单向布整体连续铺放延伸至所述锥底模具段和所述封头模具段；然后对所述锥底模具段和所述封头模具段上未铺贴部分填补单向布，使单向布布满铺层；在铺贴好的单向布表面刷胶进行浸渍；再使用纤维纱线将直线模具段上的单向布螺旋缠绕，进行固定。
优选地，在所述锥底模具段、所述封头模具段上采用湿法缠绕成型铺层时，以所述锥底模具段、所述封头模具段为整体进行缠绕，缠绕角度与所述锥底段结构的关系为：
θ=arctan（）；
其中，θ为缠绕角度，D1为锥底段圆台状的顶面外径，D2为锥底段圆台状的底面外径，H为锥底段圆台状的高度。
优选地，相邻的铺放铺层之间设置缠绕铺层，对铺放铺层进行压实。
优选地，在所述直线模具段上进行铺层时，第一层采用湿法缠绕成型工艺形成缠绕铺层。
本发明的第三方面提供一种变径、大锥底复合材料桅杆，采用上述的制备方法得到。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明的制备变径、大锥底复合材料桅杆用模具、桅杆的制备方法，利可制备得到顶部高长径比结构，底部大直径圆台结构的变直径、大锥底复合材料桅杆，该种复合材料桅杆底部大直径锥底段可直接与基座进行连接，可取消原用的金属法兰，因此可实现了复合材料桅杆的全复合材料化，一方面，避免了复合材料主桅体与金属法兰粘接并机械连接存在的粘接面脱粘失效的问题，另一方面，实现了进一步减重的设计初衷，相比于全金属方案能够减重40%，相比于金属底法兰碳纤维复合材料方案能够减重10-20%，对于降低整船质心位置具有重要的意义。
本发明的制备变径、大锥底复合材料桅杆用模具，对大锥底部分进行了特殊的模具设计，在锥底部分增加了对称锥度的封头模具段，由此可实现30-45°大锥底部分的纤维的稳定螺旋缠绕，在桅杆制备完成后将锥底段底部的多余部分切割即可。
附图说明
图1是本发明实施例所述的制备变径、大锥底复合材料桅杆用模具的结构示意图；
图2是本发明实施例所述的变径、大锥底复合材料桅杆的制备方法中湿法缠绕工艺的示意图；
图3是本发明实施例所述的变径、大锥底复合材料桅杆的制备方法中铺层角度为0°的铺层工艺的示意图；
图4是本发明实施例所述的变径、大锥底复合材料桅杆的制备方法中铺层角度为45°的铺层工艺的示意图；
图5是本发明实施例所述的变径、大锥底复合材料桅杆的制备方法中锥底部分湿法缠绕工艺的示意图；
图6是本发明实施例制备得到的变径、大锥底复合材料桅杆的结构示意图。
其中：1-模具壳体；2-中心轴；3-轮盘；4-直线段；5-锥底段；6-单向布；7-单向布；8-纤维纱线；9-单向布；10-单向布；11-直线模具段；12-锥底模具段；13-封头模具段；14-过渡模具段。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明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。
由于缠绕成型的工艺针对的产品直径变化不能过大，现有的复合材料桅杆通常采用复合材料主桅体与金属法兰粘接并螺钉连接的方式，但该种结构在长期使用后，在载荷响应时出现的复合材料与金属应变不一致，导致粘接面位置局部应力集中，出现粘接面微裂纹、开裂现象，继而发展为粘接面脱粘失效，带来隐患。
为此，如图1所示，本发明实施例的第一方面提供一种制备变径、大锥底复合材料桅杆用模具，包括模具壳体1，所述模具壳体1包括由顶部至底部依次同轴连接的直线模具段11、锥底模具段12和封头模具段13；所述直线模具段11的外型面与复合材料桅杆的直线段的内型面相贴合；所述锥底模具段12为顶面小底面大的圆台状，圆台状的顶面的外径不小于所述直线模具段11的底面的外径，且所述锥底模具段12的外型面与复合材料桅杆的锥底段的内型面相贴合；所述封头模具段13为与所述锥底模具段12形状、大小一致的顶面大底面小的圆台状。
本发明实施例的制备变径、大锥底复合材料桅杆用模具，直线模具段用于成型复合材料桅杆的直线段，即桅杆上部细长且直径变化不大的主桅体，锥底模具段和封头模具段用于成型圆台状的锥底段。利用该模具可通过缠绕成型工艺制备顶部高长径比结构，底部大直径圆台结构的变直径、大锥底复合材料桅杆，该种复合材料桅杆底部大直径锥底段可直接与基座进行连接，可取消原用的金属法兰，因此可实现了复合材料桅杆的全复合材料化，一方面，避免了复合材料主桅体与金属法兰粘接并机械连接存在的粘接面脱粘失效的问题，另一方面，实现了进一步减重的设计初衷，相比于全金属方案能够减重40%，相比于金属底法兰碳纤维复合材料方案能够减重10-20%，对于降低整船质心位置具有重要的意义。
当缠绕模具型面与轴向角度大于5-10°时，纤维缠绕时纤维在张力的作用下，会向直径较小的一侧发生滑移，造成纱线排布堆积，而大锥底复合材料桅杆的锥底部分模具型面与轴向角度通常为30-45°，单边的锥底无论是大小角度均不适合缠绕成型，为此，本发明实施例的制备变径、大锥底复合材料桅杆用模具，对大锥底部分进行了特殊的模具设计，在锥底部分增加了对称锥度的封头模具段，由此可实现30-45°大锥底部分的纤维的稳定螺旋缠绕，在桅杆制备完成后将锥底段底部的多余部分切割即可。
以上各外径均指直径。
在一些实施方式中，所述模具还包括中心轴2和多个轮盘3，所述模具壳体1为中空结构，所述模具壳体1中沿轴向方向贯穿设置所述中心轴2，所述中心轴2上沿轴向方向间隔设置所述轮盘3，所述轮盘3将所述中心轴2与所述模具壳体1连接，并对所述模具壳体1进行支撑。通过中心轴与轮盘的设置，可提高模具的强度。
在一些实施方式中，模具壳体的厚度可根据实际需要进行弯矩设计，弯矩主要由模具及复合材料桅杆自重以及纤维缠绕时的纤维张力两部分构成，优选地，模具壳体的厚度应满足弯矩导致的变形不超过模具总长度的0.01%。
在一些实施方式中，模具壳体还包括过渡模具段14；所述过渡模具段14设于所述锥底模具段12与所述封头模具段13之间，所述过渡模具段14为外径与所述锥底模具段12的底面外径相同的圆柱状。该过渡模具段作为锥底模具段与封头模具段之间的过渡，在进行锥底段缠绕成型时，可稳定缠绕线形。
本发明实施例的第二方面提供一种变径、大锥底复合材料桅杆的制备方法，所述复合材料桅杆包括由顶部至底部依次同轴连接的直线段4和锥底段5，所述锥底段5为顶面小底面大的圆台状，且圆台状的顶面的外径不小于所述直线段的底面的外径，包括以下步骤：
S1.利用上述的制备变径、大锥底复合材料桅杆用模具，根据设计的铺层角度、顺序和厚度，在所述模具上采用湿法缠绕成型工艺形成缠绕铺层或单向布铺放并刷胶工艺形成铺放铺层；
S2.对成型后的产品进行固化；
S3.固化完成后进行脱模，并根据桅杆的结构对所述锥底段底部的多余的圆台状结构进行切割，得到所述变径、大锥底复合材料桅杆。
该制备方法可制备得到顶部高长径比结构，底部大直径圆台结构的变直径、大锥底复合材料桅杆，该种复合材料桅杆底部大直径锥底段可直接与基座进行连接，可取消原用的金属法兰，实现复合材料桅杆的全复合材料化，一方面，避免了复合材料主桅体与金属法兰粘接并机械连接存在的粘接面脱粘失效的问题，另一方面，实现了进一步减重的设计初衷，相比于全金属方案能够减重40%，相比于金属底法兰碳纤维复合材料方案能够减重10-20%，对于降低整船质心位置具有重要的意义。
在一些实施方式中，在所述直线模具段上进行铺层时，铺层角度为80°至90°的铺层，采用湿法缠绕成型工艺，铺层角度为0°至80°的铺层，采用单向布铺放并刷胶工艺。0°至80°中不包括80°。
在进行铺层设计时，需要根据桅杆的实际工况，对于铺层角度进行预设，铺层角度指纤维方向与桅杆的轴的夹角，不同的铺层角度分别代表不同方向的承载需求，铺层角度一般为0°至90°。桅杆是变直径及大锥底形状，对于桅杆上部细长且直径变化不大的直线段区域，铺层角度为80-90°的铺层可采用湿法缠绕成型工艺；而0-30°的小角度无法实现缠绕成型；30-80°的缠绕角度，由于锥底与直线段相连，无多余位置，无法放置封头，无法通过湿法缠绕成型，为此，对铺层角度0-80°的铺层采用铺放并刷胶工艺实现。本发明的复合材料桅杆的制备方法，大角度铺层采用湿法缠绕工艺，小角度铺层采用铺放并刷胶工艺，将缠绕与铺放两种成型工艺进行结合，获得铺缠一体的成型工艺方案，能够保证直线段、锥底段各个角度铺层纤维连续，避免铺层纤维褶皱，最大化发挥纤维强度，与设计值匹配性高。碳纤维复合材料桅杆的小角度铺层连续成型相比其他工艺能够显著提升碳纤维复合材料桅杆的抗弯性能，对于船舶在航行过程中可能存在的振动、摆动、风载等不同工况，连续的铺层纤维能够提高安全系数。
具体地，铺层角度通常为0°、30-60°、80-90°几种不同角度范围，在所述直线模具段上进行铺层时，铺层角度为80°至90°的铺层，采用湿法缠绕成型工艺。铺层角度为0°、30°至60°的铺层，采用单向布铺放并刷胶工艺。具体的铺层顺序、角度的设置，需要根据桅杆的实际工况，采用有限元软件完成，属于现有技术，不是本发明所要保护的内容，此处不做赘述。
在一些实施方式中，在所述直线模具段上进行单向布铺放并刷胶工艺的具体步骤为：
按照规定尺寸，对单向布进行裁剪；将裁剪后的单向布按照选定的铺层角度在所述直线模具段上进行铺贴，并且单向布整体连续铺放延伸至所述锥底模具段和所述封头模具段；然后对所述锥底模具段和所述封头模具段上未铺贴部分填补单向布，使单向布布满铺层；在铺贴好的单向布表面刷胶进行浸渍；再使用纤维纱线将直线模具段上的单向布螺旋缠绕，进行固定。
在一些实施方式中，单向布铺放并刷胶工艺的步骤还包括：在铺贴好的单向布表面刷胶浸渍完成后，使用刮板刮掉多余胶液，控制重量及树脂含量。
在一些实施方式中，在所述锥底模具段、所述封头模具段上采用湿法缠绕成型铺层时，以所述锥底模具段、所述封头模具段为整体进行缠绕，缠绕角度与所述锥底段结构的关系为：
θ=arctan（）；
其中，θ为缠绕角度，D1为锥底段圆台状的顶面外径，D2为锥底段圆台状的底面外径，H为锥底段圆台状的高度。
在一些实施方式中，在所述锥底模具段、所述封头模具段上采用湿法缠绕成型铺层时，单层厚度为0.2-0.3mm，缠绕角度的偏差在±2°以内，并且需要根据纱线堆积情况进行调整。
在一些实施方式中，在锥底缠绕程序设计时，需要对底孔尺寸进行设计，应逐步扩大纤维缠绕的底孔，避免纤维纱线在局部堆积，实现等厚度缠绕铺层。局部无法填充完全的，使用纤维纱或单向布进行局部填充。
在一些实施方式中，相邻的铺放铺层之间设置缠绕铺层，对铺放铺层进行压实。多个铺放成型铺层连续铺放时，由于铺放成型铺层的紧度不足会造成纤维褶皱，且容易造成铺层含胶量过高，因此，铺放成型铺层最好不相邻，即相邻的铺放铺层之间设置缠绕铺层，通过缠绕铺层对铺放铺层进行间隔压实。
在一些实施方式中，在所述直线模具段上进行铺层时，第一层采用湿法缠绕成型工艺形成缠绕铺层。
在一些实施方式中，还包括在步骤S1之前加工上述的制备变径、大锥底复合材料桅杆用模具。
在一些实施方式中，还包括在步骤S1之前在所述模具上涂脱模剂。
在一些实施方式中，湿法缠绕工艺、铺放并刷胶工艺中，采用的增强材料可以为碳纤维或其他增强纤维。
本发明实施例的第三方面提供如图6所示的一种变径、大锥底复合材料桅杆，采用上述的制备方法得到。
实施例1
本实施例制备的复合材料桅杆，直线段长度6000mm，外径（直径）300mm，锥底段高度600mm，锥底段圆台状的底面外径（直径）1200mm，直线段壁厚10-12mm，锥底段壁厚20mm。该复合材料桅杆中，采用的增强材料为碳纤维和碳纤维单向布，且均为T700-12K，树脂基体为环氧树脂体系。
本实施例的复合材料桅杆的制备方法，包括以下步骤：
1.加工得到上述的用于制备变径、大锥底复合材料桅杆的模具；
2.在模具的外型面上涂脱模剂；
3.根据设计的铺层角度、顺序和厚度，在模具上采用湿法缠绕成型工艺形成缠绕铺层或单向布铺放并刷胶工艺形成铺放铺层。具体地：
根据桅杆的实际工况，采用有限元软件分析得出，各铺层角度的铺层总厚度分布为0°：45°：90°=1:1:2。其中，第一层为缠绕成型，并且铺放成型铺层不能相邻，相邻的铺放铺层之间设置缠绕铺层，对铺放铺层进行压实。
在直线模具段上进行铺层时，铺层角度为90°的铺层，采用湿法缠绕成型工艺，缠绕单层厚度为0.2-0.3mm，采用的树脂粘度为1-3Pa·s，如图2所示。
铺层角度为0°、45°的铺层，采用单向布铺放并刷胶工艺。
如图3所示，铺层角度为0°的铺层，具体步骤为：按照规定尺寸，对单向布进行裁剪；将裁剪后的单向布6按照选定的铺层角度0°逐步铺贴至直线模具段，并且单向布6整体连续铺放延伸至锥底模具段12和封头模具段13；空白部分使用单向布7进行填补；使用毛刷或辊子在单向布表面刷胶进行浸渍，浸渍完成后，使用刮板刮掉多余胶液，控制重量及树脂含量；再使用纤维纱线8螺旋缠绕将单向布进行固定。
如图4所示，铺层角度为45°的铺层，具体步骤为：按照规定尺寸，对单向布进行裁剪；将裁剪后的单向布9按照选定的铺层角度45°逐步铺贴至直线模具段，并且单向布9整体连续铺放延伸至锥底模具段12和封头模具段13；空白部分使用单向布10进行同角度的填补；使用毛刷或辊子在单向布表面刷胶进行浸渍，浸渍完成后，使用刮板刮掉多余胶液，控制重量及树脂含量；再使用纤维纱线螺旋缠绕将单向布进行固定。
在锥底模具段、封头模具段上采用湿法缠绕成型铺层时，如图5所示，以锥底模具段、封头模具段为整体进行缠绕，缠绕角度与锥底段结构的关系为：
θ=arctan（）；
其中，θ为缠绕角度，D1为锥底段圆台状的顶面外径，D2为锥底段圆台状的底面外径，H为锥底段圆台状的高度。
4.缠绕及铺放完成后，对成型后的产品进行固化；
5.固化完成后进行脱模，并根据桅杆的结构对所述锥底段底部的多余的圆台状结构进行切割，得到变径、大锥底复合材料桅杆。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种变径、大锥底复合材料桅杆的制备方法，其特征在于，所述复合材料桅杆包括由顶部至底部依次同轴连接的直线段和锥底段，所述锥底段为顶面小底面大的圆台状，且圆台状的顶面的外径不小于所述直线段的底面的外径，包括以下步骤：
S1.利用制备变径、大锥底复合材料桅杆用模具完成，所述制备变径、大锥底复合材料桅杆用模具包括模具壳体，所述模具壳体包括由顶部至底部依次同轴连接的直线模具段、锥底模具段和封头模具段；所述直线模具段的外型面与复合材料桅杆的直线段的内型面相贴合；所述锥底模具段为顶面小底面大的圆台状，圆台状的顶面的外径不小于所述直线模具段的底面的外径，且所述锥底模具段的外型面与复合材料桅杆的锥底段的内型面相贴合；所述封头模具段为与所述锥底模具段形状、大小一致的顶面大底面小的圆台状；所述模具壳体还包括过渡模具段；所述过渡模具段设于所述锥底模具段与所述封头模具段之间，所述过渡模具段为外径与所述锥底模具段的底面外径相同的圆柱状；根据设计的铺层角度、顺序和厚度，在所述模具上采用湿法缠绕成型工艺形成缠绕铺层或单向布铺放并刷胶工艺形成铺放铺层；
S2.对成型后的产品进行固化；
S3.固化完成后进行脱模，并根据桅杆的结构对所述锥底段底部的多余的圆台状结构进行切割，得到所述变径、大锥底复合材料桅杆。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
所述模具还包括中心轴和多个轮盘，所述模具壳体为中空结构，所述模具壳体中沿轴向方向贯穿设置所述中心轴，所述中心轴上沿轴向方向间隔设置所述轮盘，所述轮盘将所述中心轴与所述模具壳体连接，并对所述模具壳体进行支撑。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
在所述直线模具段上进行铺层时，铺层角度为80°至90°的铺层，采用湿法缠绕成型工艺，铺层角度为0°至80°的铺层，采用单向布铺放并刷胶工艺。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：
在所述直线模具段上进行单向布铺放并刷胶工艺的具体步骤为：
按照规定尺寸，对单向布进行裁剪；将裁剪后的单向布按照选定的铺层角度在所述直线模具段上进行铺贴，并且单向布整体连续铺放延伸至所述锥底模具段和所述封头模具段；然后对所述锥底模具段和所述封头模具段上未铺贴部分填补单向布，使单向布布满铺层；在铺贴好的单向布表面刷胶进行浸渍；再使用纤维纱线将直线模具段上的单向布螺旋缠绕，进行固定。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
在所述锥底模具段、所述封头模具段上采用湿法缠绕成型铺层时，以所述锥底模具段、所述封头模具段为整体进行缠绕，缠绕角度与所述锥底段结构的关系为：
θ=arctan（）；
其中，θ为缠绕角度，D1为锥底段圆台状的顶面外径，D2为锥底段圆台状的底面外径，H为锥底段圆台状的高度。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：
相邻的铺放铺层之间设置缠绕铺层，对铺放铺层进行压实。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：
在所述直线模具段上进行铺层时，第一层采用湿法缠绕成型工艺形成缠绕铺层。
8.一种变径、大锥底复合材料桅杆，采用如权利要求1-7中任一项所述的制备方法得到。
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- 2023-10-24 CN CN202311376514.2A patent/CN117103653B/zh active Active
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