CN208324265U - 一种碳纤维复合材料梯形骨架结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种碳纤维复合材料梯形骨架结构，其主要包含前梁和后梁；“C”型前梁前和“C”型前梁后连接而成前梁，“C”型后梁前和“C”型后梁后连接而成后梁；肋盒的第一肋、第二肋和第三肋的短边同时与“C”型前梁后和“C”型后梁前进行连接，肋盒的第四肋同时与前梁的细端头和后梁的腹板面进行连接。本碳纤维复合材料梯形骨架共固化成型工艺大量减少了紧固件的数量和胶接工序，实现了复合材料结构设计到制造一体化成型，进一步减轻了梯形骨架的重量，提高了生产效率。

Description

一种碳纤维复合材料梯形骨架结构

技术领域

本实用新型涉及碳纤维技术领域，具体的说，是一种碳纤维复合材料梯形骨架结构。

背景技术

碳纤维复合材料具有比强度和比模量高、可设计性强和可整体成型等优势，其在航空航天、轨道交通和风力发电等领域具有广泛应用。目前，复合材料的成型技术很多，由于采用预浸料—热压罐成型工艺制备的产品其缺陷少、工艺稳定性好，所以该成型工艺在航空领域应用最为广泛。

复合材料整体成型化成型技术包括共固化和共胶接。共固化是指两个或两个以上的零件经过一次固化成形而制成的一个整体制件的工艺方法。共胶接是指把一个或多个已经固化成形而另一个或多个尚未固化的零件通过胶粘剂(一般为胶膜)在一次固化中固化并胶接成一个整体的工艺方法。

某些复合材料部件需要采用整体固化成形以满足强度和轻量化要求，若采用共胶接、二次胶接或机械连接技术，很难达到强度和强量化两者同时满足的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种碳纤维复合材料梯形骨架结构。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种碳纤维复合材料梯形骨架结构，其主要包含前梁和后梁；“C”型前梁前和“C”型前梁后连接而成前梁，“C”型后梁前和“C”型后梁后连接而成后梁；肋盒的第一肋、第二肋和第三肋的短边同时与“C”型前梁后和“C”型后梁前进行连接，肋盒的第四肋同时与前梁的细端头和后梁的腹板面进行连接。

肋盒的第一肋、第二肋、第三肋和第四肋同时在连接位置处设有补强布，用于加强。

所述的前梁为工字型结构。

所述的后梁为工字型结构。

具体细化为：“C”型前梁前和“C”型前梁后通过固化方法连接形成前梁，“C”型后梁前和“C”型后梁后通过固化方法连接形成后梁；

肋盒的第一肋、第二肋和第三肋的短边同时与“C”型前梁后和“C”型后梁前通过固化方法进行连接，肋盒的第四肋同时与前梁的细端头和后梁的腹板面通过固化方法进行连接，

一种碳纤维复合材料梯形骨架共固化成型工艺，本工艺采用“分块铺贴，组合固化”的形式，具体包括以下步骤：

第一步，对所有使用的模具进行表面清洁，然后在金属模具表面和组合面擦涂脱模剂，在木塑模具表面铺贴聚四氟乙烯脱模布。完成后，将模具组合后使用；

第二步，前梁前和后梁后分别在金属模具上铺贴，前梁后和后梁前分别在木塑模具上铺贴，铺贴完成后，依据模具刻线对预制体与第四肋接触区域进行修型；

第三步，第一肋、第二肋和第三肋先在阴模木塑模具上铺贴抽实，然后再将预制体取出，将裁剪好的补强布铺贴在预制体上一起套入硅橡胶阳模上。第四肋直接铺贴在阳模上；

第四步，组合前梁前和前梁后，后梁前和后梁后，具体方法为，将前梁前和前梁后的模具刻线对齐，左右边缘对齐，预压实，对组合后的R角处，使用单向预浸带制成的捻子条填充平整，然后，使用预浸料将组合面封贴。后梁前和后梁后的组合方法同上；

第五步，将前梁和后梁的木塑模具取出，将前梁和后梁的金属模具与底板模具组合；

第六步，将第一肋、第二肋、第三肋和第四肋阳模模具分别放置到位；使用螺栓紧固定位挡块和4个肋盒阳模模具至贴合；

第七步，将裁剪好的补强布铺贴在4个肋盒与前、后梁接触的立角位置。

第八步，将前梁后和后梁前的硅橡胶铝芯软模加压模具放置到位，合上上盖板模具。

第九步，封制整体真空袋，进入热压罐固化成型。

本实用新型的优点是：本碳纤维复合材料梯形骨架共固化成型工艺操作简单，可重复性好，同时有效的确保了肋盒位置的准确；并且减少了紧固件的数量和胶接工序，实现了复合材料结构设计到制造一体化成型，进一步减轻了梯形骨架的重量，提高了生产效率。

附图说明

附图1碳纤维复合材料梯形骨架结构示意图；

附图2硅橡胶铝芯软模结构示意图；

附图3-1补强布铺贴示意图一；

附图3-2补强布铺贴示意图二。

附图中的标记为：1-前梁；2-前梁前；3-前梁后；4-后梁；5-后梁前；6-后梁后；7-第一肋；8-第二肋；9-第三肋；10-第四肋；11-硅橡胶软膜；12-铝芯；13-补强布。

具体实施方式

下面对本实用新型做进一步详细说明。本碳纤维复合材料部件肋盒和前、后梁共固化成型工艺，采用共固化整体成型，解决了传统二次胶接成型中肋盒和前、后梁之间的胶接界面效应，减轻了梯形骨架的重量，提高了产品质量。

实施例1

一种碳纤维复合材料梯形骨架结构，其主要包含前梁1和后梁4；“C”型前梁前2和“C”型前梁后3连接而成前梁，“C”型后梁前5和“C”型后梁后6连接而成后梁；肋盒的第一肋7、第二肋8和第三肋9的短边同时与“C”型前梁后和“C”型后梁前进行连接，肋盒的第四肋10同时与前梁的细端头和后梁的腹板面进行连接。

肋盒的第一肋、第二肋、第三肋和第四肋同时在连接位置处设有补强布，用于加强。

碳纤维复合材料梯形骨架共固化成型工艺，包括如下步骤：

第一步，对所有使用的模具进行表面清洁，然后在前梁前、后梁后、第一肋阳模、第二肋阳模、第三肋阳模、第四肋阳模和硅橡胶铝芯12金属模具表面和组合面擦涂至少2遍脱模剂，在前梁后、后梁前、第一肋阴模、第二肋阴模和第三肋阴模模具表面铺贴聚四氟乙烯脱模布。完成后，将前梁前和后梁后金属模具组合后使用；

第二步，分别在前梁前和后梁后金属模具上铺贴碳纤维织物预浸料3-4层，同时分别在前梁后和后梁前木塑模具上铺贴碳纤维织物预浸料3-4层，铺贴完成后抽真空压实，依据模具刻线对预制体与第四肋接触区域进行修型；

第三步，先在第一肋、第二肋和第三肋阴模木塑模具上铺贴碳纤维织物预浸料4层抽真空压实，然后再将预制体取出，将裁剪好的40mm*40mm补强布铺贴在预制体上一起套入硅橡胶阳模上。直接在第四肋硅橡胶铝芯阳模上铺贴碳纤维织物预浸料4层抽真空压实；

第四步，组合前梁前和前梁后，后梁前和后梁后，具体方法为，将前梁前和前梁后的模具刻线对齐，左右边缘对齐，抽真空压实，对组合后的R角处，使用单向预浸带制成的捻子条填充平整，然后，使用1层碳纤维织物预浸料将组合面封贴。后梁前和后梁后的组合方法同上；

第五步，将前梁和后梁的木塑模具取出，将前梁和后梁的金属模具与底板模具组合；

第六步，将第一肋、第二肋、第三肋和第四肋阳模模具分别放置到位；使用螺栓紧固定位挡块和4个肋盒阳模模具至贴合；

第七步，将裁剪好的40mm*40mm补强布铺贴在4个肋盒与前、后梁接触的立角位置。

第八步，将前梁后和后梁前的硅橡胶铝芯软模11加压模具放置到位，合上上盖板模具。

第九步，封制整体真空袋，建立真空系统，并检查真空度，真空度需达到-85KPa以下，5min内真空泄露不超过17KPa，随即进入热压罐固化成型。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围内。

Claims (2)

1.一种碳纤维复合材料梯形骨架结构，其特征在于，其主要包含前梁和后梁；“C”型前梁前和“C”型前梁后连接而成前梁，“C”型后梁前和“C”型后梁后连接而成后梁；肋盒的第一肋、第二肋和第三肋的短边同时与“C”型前梁后和“C”型后梁前进行连接，肋盒的第四肋同时与前梁的细端头和后梁的腹板面进行连接；

所述的前梁为工字型结构；

所述的后梁为工字型结构。

2.如权利要求1所述的一种碳纤维复合材料梯形骨架结构，其特征在于，肋盒的第一肋、第二肋、第三肋和第四肋同时在连接位置处设有补强布。