CN218111931U - 一种热塑性工型材 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种热塑性工型材，包括板材本体，所述板材本体包括第一连接层和第二连接层，所述第一连接层包括0°预浸料碳纤维布、45°预浸料碳纤维布、‑45°预浸料碳纤维布和90°预浸料碳纤维布，所述90°预浸料碳纤维布上设有‑45°预浸料碳纤维布，所述‑45°预浸料碳纤维布上设有另一个90°预浸料碳纤维布，另一个所述90°预浸料碳纤维布上设有45°预浸料碳纤维布，所述45°预浸料碳纤维布上设有0°预浸料碳纤维布，所述第二连接层共设置有四组。本实用新型通过采用不同方向预浸料的叠加方法，以及不同的外部板材结构形态，来实现板材强度等性能最大。
Description
技术领域
本实用新型涉及热塑性复合材料技术领域，具体为一种热塑性工型材。
背景技术
预浸料是制造复合材料及其制件的中间材料，构成了复合材料的基本单元，其质量的均匀性和稳定性，是保证复合材料及其制件质量和可靠性的重要环节。近年来，卫星、飞船等空间飞行器上碳纤维复合材料的使用量逐年增加，尤其是碳纤维预浸料复合材料已广泛应用于卫星的中心承力筒、基板、连接架等主体结构中，满足了航天器的多项功能性需求。
但现有的碳纤维预浸布所组成的板材强度会受内部预浸料碳纤维布的排列方式产生影响，而且板材的外部形状也会对其承受强度产生影响。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种热塑性工型材，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种热塑性工型材，包括板材本体，所述板材本体包括第一连接层和第二连接层，所述第一连接层包括0°预浸料碳纤维布、45°预浸料碳纤维布、-45°预浸料碳纤维布和90°预浸料碳纤维布，所述90°预浸料碳纤维布上设有-45°预浸料碳纤维布，所述 -45°预浸料碳纤维布上设有另一个90°预浸料碳纤维布，另一个所述90°预浸料碳纤维布上设有45°预浸料碳纤维布，所述45°预浸料碳纤维布上设有0°预浸料碳纤维布，所述第二连接层共设置有四组，每组由0°预浸料碳纤维布、 45°预浸料碳纤维布、-45°预浸料碳纤维布和90°预浸料碳纤维布组成，所述 90°预浸料碳纤维布上设有-45°预浸料碳纤维布，所述-45°预浸料碳纤维布上设有0°预浸料碳纤维布，所述0°预浸料碳纤维布上设有45°预浸料碳纤维布，所述45°预浸料碳纤维布上设有另一个0°预浸料碳纤维布。
优选的，还包括第三连接层，所述第三连接层共设置有两组，每组由90°预浸料碳纤维布和0°预浸料碳纤维布组成，所述90°预浸料碳纤维布上设有 0°预浸料碳纤维布。
优选的，所述还包括第四连接层，所述第四连接层包括0°预浸料碳纤维布和90°预浸料碳纤维布，所述90°预浸料碳纤维布共设有四个，所述0°预浸料碳纤维布共设有十个，每两个所述0°预浸料碳纤维布设为一小组，每两小组所述0°预浸料碳纤维布之间设有一个90°预浸料碳纤维布。
优选的，所述还包括第五连接层，所述第五连接层共设置有两组，每组由 90°预浸料碳纤维布和0°预浸料碳纤维布组成，所述0°预浸料碳纤维布上设有90°预浸料碳纤维布。
优选的，所述还包括第六连接层，所述第六连接层共设置有四组，每组由0°预浸料碳纤维布、45°预浸料碳纤维布、-45°预浸料碳纤维布和90°预浸料碳纤维布组成，所述0°预浸料碳纤维布上设有45°预浸料碳纤维布，所述45°预浸料碳纤维布上设有另一个0°预浸料碳纤维布，另一个所述0°预浸料碳纤维布上设有-45°预浸料碳纤维布，所述-45°预浸料碳纤维布上设有90°预浸料碳纤维布。
优选的，所述还包括第七连接层，所述第七连接层包括0°预浸料碳纤维布、 45°预浸料碳纤维布和-45°预浸料碳纤维布，所述0°预浸料碳纤维布共设置有三个，第一个所述0°预浸料碳纤维布上设有45°预浸料碳纤维布，所述45°预浸料碳纤维布上设有第二个0°预浸料碳纤维布，第二个所述0°预浸料碳纤维布上设有-45°预浸料碳纤维布，所述-45°预浸料碳纤维布上设有第三个0°预浸料碳纤维布。
优选的，所述第一连接层设置在第二连接层上，所述第二连接层设置在第三连接层上，所述第三连接层设置在第四连接层上，所述第四连接层设置在第五连接层上，所述第五连接层设置在第六连接层上，所述第六连接层设置在第七连接层上。
优选的，所述板材本体的外部结构呈工字形。
与现有技术相比，本实用新型提供了一种热塑性工型材，具备以下有益效果：
本实用新型通过采用不同方向预浸料的叠加方法，以及不同的外部板材结构形态，来实现板材强度等性能最大。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1中A处的放大图；
图3为第一连接层的内部结构图；
图4为第二连接层的内部结构图；
图5为第三连接层的内部结构图；
图6为第四连接层的内部结构图；
图7为第五连接层的内部结构图；
图8为第六连接层的内部结构图；
图9为第七连接层的内部结构图。
图中：1、板材本体；2、第一连接层；3、第二连接层；4、第三连接层；5、第四连接层；6、第五连接层；7、第六连接层；8、第七连接层；9、0°预浸料碳纤维布；10、45°预浸料碳纤维布；11、90°预浸料碳纤维布；12、-45°预浸料碳纤维布。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-9，本实用新型提供的一种实施例：一种热塑性工型材，包括板材本体1，板材本体1包括第一连接层2和第二连接层3，第一连接层2包括0°预浸料碳纤维布9、45°预浸料碳纤维布10、-45°预浸料碳纤维布12和90°预浸料碳纤维布11，90°预浸料碳纤维布11上设有-45°预浸料碳纤维布12， -45°预浸料碳纤维布12上设有另一个90°预浸料碳纤维布11，另一个90°预浸料碳纤维布11上设有45°预浸料碳纤维布10，45°预浸料碳纤维布10上设有0°预浸料碳纤维布9，第二连接层3共设置有四组，每组由0°预浸料碳纤维布9、45°预浸料碳纤维布10、-45°预浸料碳纤维布12和90°预浸料碳纤维布11组成，90°预浸料碳纤维布11上设有-45°预浸料碳纤维布12，-45°预浸料碳纤维布12上设有0°预浸料碳纤维布9，0°预浸料碳纤维布上设有 45°预浸料碳纤维布10，45°预浸料碳纤维布10上设有另一个0°预浸料碳纤维布9。
在本实施中，还包括第三连接层4，第三连接层4共设置有两组，每组由 90°预浸料碳纤维布11和0°预浸料碳纤维布9组成，90°预浸料碳纤维布11 上设有0°预浸料碳纤维布9。
在本实施中，还包括第四连接层5，第四连接层5包括0°预浸料碳纤维布9和90°预浸料碳纤维布11，90°预浸料碳纤维布11共设有四个，0°预浸料碳纤维布9共设有十个，每两个0°预浸料碳纤维布9设为一小组，每两小组0°预浸料碳纤维布9之间设有一个90°预浸料碳纤维布11。
在本实施中，还包括第五连接层6，第五连接层6共设置有两组，每组由 90°预浸料碳纤维布11和0°预浸料碳纤维布9组成，0°预浸料碳纤维布上设有90°预浸料碳纤维布11。
在本实施中，还包括第六连接层7，第六连接层7共设置有四组，每组由0°预浸料碳纤维布9、45°预浸料碳纤维布10、-45°预浸料碳纤维布12和90°预浸料碳纤维布11组成，0°预浸料碳纤维布9上设有45°预浸料碳纤维布10， 45°预浸料碳纤维布10上设有另一个0°预浸料碳纤维布9，另一个0°预浸料碳纤维布9上设有-45°预浸料碳纤维布12，-45°预浸料碳纤维布12上设有 90°预浸料碳纤维布11。
在本实施中，还包括第七连接层8，第七连接层8包括0°预浸料碳纤维布 9、45°预浸料碳纤维布10和-45°预浸料碳纤维布12，0°预浸料碳纤维布共设置有三个，第一个0°预浸料碳纤维布9上设有45°预浸料碳纤维布10，45°预浸料碳纤维布10上设有第二个0°预浸料碳纤维布9，第二个0°预浸料碳纤维布9上设有-45°预浸料碳纤维布12，-45°预浸料碳纤维布12上设有第三个 0°预浸料碳纤维布9；预浸料碳纤维布之间通过高温高压的方式进行连接，且每个预浸料碳纤维布的厚度为0.14㎜。
在本实施中，第一连接层2设置在第二连接层3上，第二连接层3设置在第三连接层4上，第三连接层4设置在第四连接层5上，第四连接层5设置在第五连接层6上，第五连接层6设置在第六连接层7上，第六连接层7设置在第七连接层8上。
在本实施中，板材本体1的外部结构呈工字形，通过板材本体1的外部形状和内在的连接结构达到最佳强度性能。
工型材料的实验环境条件：23℃±3℃，50％RH±10％RH。
工型材料的实验室环境：23℃±3℃，50％RH±10％RH。
检测结果见表1-表7。
a)无缺口压缩见表试验结果见表1和表2，试验件破坏模式为工作段分层和断裂破坏，破坏模式有效；
b)弯曲试验结果见表3和表4，试验件破坏模式为分层+压头处下表面拉伸破坏(代码：TAB)，破坏模式有效；
c)短梁强度试验结果见表5和表6，破坏模式为层间分层，破坏模式有效；
d)T形件拉件试验结果见表7，破坏模式均为R区开裂，为有效破坏模式。
表1无缺口压缩试验结果(工型材-腹板)
表2无缺口压缩试验结果(工型材-凸缘)
表3弯曲试验结果(工型材-腹板)
表4弯曲试验结果(工型材-凸缘)
表5短梁强度试验结果(工型材-腹板)
表6短梁强度试验结果(工型材-凸缘)
表7T形件拉伸试验结果(工型材)
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
Claims (8)
1.一种热塑性工型材，包括板材本体(1)，其特征在于：所述板材本体(1)包括第一连接层(2)和第二连接层(3)，所述第一连接层(2)包括0°预浸料碳纤维布(9)、45°预浸料碳纤维布(10)、-45°预浸料碳纤维布(12)和90°预浸料碳纤维布(11)，所述90°预浸料碳纤维布(11)上设有-45°预浸料碳纤维布(12)，所述-45°预浸料碳纤维布(12)上设有另一个90°预浸料碳纤维布(11)，另一个所述90°预浸料碳纤维布(11)上设有45°预浸料碳纤维布(10)，所述45°预浸料碳纤维布(10)上设有0°预浸料碳纤维布(9)，所述第二连接层(3)共设置有四组，每组由0°预浸料碳纤维布(9)、45°预浸料碳纤维布(10)、-45°预浸料碳纤维布(12)和90°预浸料碳纤维布(11)组成，所述90°预浸料碳纤维布(11)上设有-45°预浸料碳纤维布(12)，所述-45°预浸料碳纤维布(12)上设有0°预浸料碳纤维布(9)，所述0°预浸料碳纤维布上设有45°预浸料碳纤维布(10)，所述45°预浸料碳纤维布(10)上设有另一个0°预浸料碳纤维布(9)。
2.根据权利要求1所述的一种热塑性工型材，其特征在于：还包括第三连接层(4)，所述第三连接层(4)共设置有两组，每组由90°预浸料碳纤维布(11)和0°预浸料碳纤维布(9)组成，所述90°预浸料碳纤维布(11)上设有0°预浸料碳纤维布(9)。
3.根据权利要求1所述的一种热塑性工型材，其特征在于：还包括第四连接层(5)，所述第四连接层(5)包括0°预浸料碳纤维布(9)和90°预浸料碳纤维布(11)，所述90°预浸料碳纤维布(11)共设有四个，所述0°预浸料碳纤维布(9)共设有十个，每两个所述0°预浸料碳纤维布(9)设为一小组，每两小组所述0°预浸料碳纤维布(9)之间设有一个90°预浸料碳纤维布(11)。
4.根据权利要求1所述的一种热塑性工型材，其特征在于：还包括第五连接层(6)，所述第五连接层(6)共设置有两组，每组由90°预浸料碳纤维布(11)和0°预浸料碳纤维布(9)组成，所述0°预浸料碳纤维布上设有90°预浸料碳纤维布(11)。
5.根据权利要求1所述的一种热塑性工型材，其特征在于：还包括第六连接层(7)，所述第六连接层(7)共设置有四组，每组由0°预浸料碳纤维布(9)、45°预浸料碳纤维布(10)、-45°预浸料碳纤维布(12)和90°预浸料碳纤维布(11)组成，所述0°预浸料碳纤维布(9)上设有45°预浸料碳纤维布(10)，所述45°预浸料碳纤维布(10)上设有另一个0°预浸料碳纤维布(9)，另一个所述0°预浸料碳纤维布(9)上设有-45°预浸料碳纤维布(12)，所述-45°预浸料碳纤维布(12)上设有90°预浸料碳纤维布(11)。
6.根据权利要求1所述的一种热塑性工型材，其特征在于：还包括第七连接层(8)，所述第七连接层(8)包括0°预浸料碳纤维布(9)、45°预浸料碳纤维布(10)和-45°预浸料碳纤维布(12)，所述0°预浸料碳纤维布共设置有三个，第一个所述0°预浸料碳纤维布(9)上设有45°预浸料碳纤维布(10)，所述45°预浸料碳纤维布(10)上设有第二个0°预浸料碳纤维布(9)，第二个所述0°预浸料碳纤维布(9)上设有-45°预浸料碳纤维布(12)，所述-45°预浸料碳纤维布(12)上设有第三个0°预浸料碳纤维布(9)。
7.根据权利要求2所述的一种热塑性工型材，其特征在于：所述第一连接层(2)设置在第二连接层(3)上，所述第二连接层(3)设置在第三连接层(4)上，所述第三连接层(4)设置在第四连接层(5)上，所述第四连接层(5)设置在第五连接层(6)上，所述第五连接层(6)设置在第六连接层(7)上，所述第六连接层(7)设置在第七连接层(8)上。
8.根据权利要求2所述的一种热塑性工型材，其特征在于：所述板材本体(1)的外部结构呈工字形。
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