專利名稱：變壁厚復(fù)合材料連接裙的成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固體火箭發(fā)動(dòng)殼體成型方法，具體涉及一種變壁厚復(fù)合材料連接裙的成型方法。
背景技術(shù)：
固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體連接裙是殼體的整體延伸，用于實(shí)現(xiàn)殼體級(jí)間段連接或與其他部件的連接，要經(jīng)受軸壓、彎矩、剪切、內(nèi)壓等多種載荷，受力情況比較復(fù)雜，如何在不增加裙部質(zhì)量的情況下，簡(jiǎn)化成型工藝，并提高它的性能，對(duì)整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)殼體性能的提高至關(guān)重要。隨著材料科學(xué)的發(fā)展，復(fù)合材料連接裙因其質(zhì)量比高、可靠性高、制作周期短、成本低而逐步取代了金屬連接裙。復(fù)合材料連接裙成型方法可分為單獨(dú)成型和整體成型兩類(lèi)。單 獨(dú)成型方法是先制作一個(gè)圓筒，再按要求對(duì)圓筒和殼體進(jìn)行加工，然后采用粘結(jié)方法把裙體套裝到殼體上；該方法對(duì)纖維的整體性破壞性大，不宜于纖維強(qiáng)度的發(fā)揮。整體成型方法之一是殼體纏繞完縱向?qū)雍笤偬准俜忸^，假封頭帶有圓筒段，即裙部，按照裙部的工藝要求整體纏繞，纏繞完后切去封頭和筒段多余紗帶，僅保留裙部；該方法對(duì)于大型殼體材料浪費(fèi)大。整體成型的另一種方法是纏繞、鋪層方案，即殼體纏繞完縱向?qū)雍筒糠汁h(huán)向?qū)雍?，再制作?fù)合裙，裙由環(huán)向纏繞和鋪放預(yù)浸膠帶制作成型；該方法材料浪費(fèi)小，尺寸穩(wěn)定性好，但對(duì)設(shè)備要求高，成型工藝復(fù)雜。因此設(shè)計(jì)出一種工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、質(zhì)量輕并且可以直接成型的變壁厚復(fù)合材料連接裙的成型方法十分必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、質(zhì)量輕并且可以直接成型的變壁厚復(fù)合材料連接裙的成型方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種變壁厚復(fù)合材料連接裙的成型方法，包括以下步驟a.根據(jù)載荷、質(zhì)量和外形尺寸的要求，通過(guò)有限元分析計(jì)算，設(shè)置鋪層角度和鋪層順序，計(jì)算出各角度鋪層物的尺寸和數(shù)量；b.按照計(jì)算出的鋪層物尺寸和數(shù)量裁剪鋪層物；c.制作產(chǎn)品成型模具；d.將鋪層物按照距離中心線或底端的距離鋪放在模具芯模上，達(dá)到O. 5-0. 6設(shè)計(jì)
層數(shù)；e.在纏繞張力下，用纖維纏繞加壓在鋪層表面上，進(jìn)行預(yù)固化；f.完成剩余鋪層；g.纏繞纖維加壓，加溫固化；h.卸模，取出制品；i.粘角盒。進(jìn)一步地，所述步驟a中，所述鋪層角度為O°，土 15°，土30°，土45°，土60°和90。。進(jìn)一步地，所述步驟e、g中,所述纖維纏繞加壓壓力為15N 18N。進(jìn)一步地，所述鋪層物為碳纖維預(yù)浸料或玻璃纖維預(yù)浸料或單向布，所述纏繞纖維為碳纖維或玻璃纖維。進(jìn)一步地，所述步驟g中，所述加溫固化為80°C保持I小時(shí)，接著升溫至120°C保持3小時(shí)，然后升溫至150°C保持3小時(shí)。本發(fā)明通過(guò)設(shè)置最佳鋪層角度和順序，采用手工鋪層加纖維纏繞加壓工藝，實(shí)現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)殼體成型前單獨(dú)成型完整的復(fù)合材料連接裙。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、質(zhì)量輕并且可以直接成型。


圖I是變壁厚復(fù)合材料連接裙橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I的局部放大圖；圖3是變壁厚復(fù)合材料連接裙成型模具結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是變壁厚復(fù)合材料連接裙圓周面鋪層示意圖。圖中1_鋪層位置的I段；2_鋪層位置的2段；3_鋪層位置的3段；4_鋪層位置的4段；5_中心基準(zhǔn)線；6_復(fù)合材料連接裙；7_模具表面水平基準(zhǔn)線。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，但該實(shí)施例不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。實(shí)施例I一、工藝條件
權(quán)利要求
1. 一種變壁厚復(fù)合材料連接裙的成型方法，包括以下步驟 a.根據(jù)載荷、質(zhì)量和外形尺寸的要求，通過(guò)有限元分析計(jì)算，設(shè)置鋪層角度和鋪層順序，計(jì)算出各角度鋪層物的尺寸和數(shù)量； b.按照計(jì)算出的鋪層物尺寸和數(shù)量裁剪鋪層物； c.制作產(chǎn)品成型模具； d.將鋪層物按照距離中心線或底端的距離鋪放在模具芯模上，達(dá)到O.5-0. 6設(shè)計(jì)層數(shù)； e.在纏繞張力下，用纖維纏繞加壓在鋪層表面上，進(jìn)行預(yù)固化； f·完成剩余鋪層； g.纏繞纖維加壓，加溫固化； h.卸模，取出制品； i.粘角盒。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變壁厚復(fù)合材料連接裙的成型方法，其特征在于所述步驟a中，所述鋪層角度為0°，土15°，土30°，土45°，土60°和90°。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的變壁厚復(fù)合材料連接裙的成型方法，其特征在于所述步驟e、g中，所述纖維纏繞加壓壓力為15N 18N。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變壁厚復(fù)合材料連接裙的成型方法，其特征在于所述鋪層物為碳纖維預(yù)浸料或玻璃纖維預(yù)浸料或單向布，所述纏繞纖維為碳纖維或玻璃纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變壁厚復(fù)合材料連接裙的成型方法，其特征在于所述步驟g中，所述加溫固化為80°C保持I小時(shí)，接著升溫至120°C保持3小時(shí)，然后升溫至150°C保持3小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及變壁厚復(fù)合材料連接裙的成型方法，包括以下步驟設(shè)置鋪層角度和鋪層順序，計(jì)算出各角度鋪層物的尺寸和數(shù)量；按照計(jì)算出的鋪層物尺寸和數(shù)量裁剪鋪層物；制作產(chǎn)品成型模具；將鋪層物按照距離中心線或底端的距離鋪放在模具芯模上，達(dá)到0.5-0.6設(shè)計(jì)層數(shù)；在纏繞張力下，用纖維纏繞加壓在鋪層表面上，進(jìn)行預(yù)固化；完成剩余鋪層；纏繞纖維加壓，加溫固化；卸模，取出制品；粘角盒。本發(fā)明通過(guò)設(shè)置最佳鋪層角度和順序，采用手工鋪層加纖維纏繞加壓工藝，實(shí)現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)殼體成型前單獨(dú)成型完整的復(fù)合材料連接裙。
文檔編號(hào)B29C70/38GK102700150SQ20121014767
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月14日
發(fā)明者譚云水, 魏虹, 黃澤勇 申請(qǐng)人:湖北三江航天江北機(jī)械工程有限公司