一种复合材料复杂多舱段节点结构的制备方法与流程

本发明涉及复合材料，特别涉及一种复合材料复杂多舱段节点结构的制备方法。

背景技术：

1、随着航空航天、轨道交通等领域对结构轻量化和承载性能要求的不断提高，碳纤维复合材料舱段类结构件应用日益广泛。通常舱体内部需要设置雷达、战斗部等多种大机动设备接口，这类接口常以网格节点结构（如t型接头等）的形式与舱体集成。由于设备重量大、服役工况复杂，网格节点与舱体主体之间的连接强度和载荷传递直接决定了整个舱段的安全性与可靠性。在现有技术中，网格节点结构通常采用两个l型腹板垂直段贴合的方式形成t型截面，并通过填料填充三角区，再与舱体蒙皮、加强筋、端框等共固化或二次胶接。然后这样的节点与舱体之间主要依靠填料和树脂基体的胶接力连接，在重载或复杂载荷工况下极易发生分层脱粘，此外，节点结构与舱体载荷传递路径不连续，多采用同步铺层或二次胶接，前者存在纤维路径干涉，后者因胶接界面存在性能弱区，难以将设备集中载荷高效扩散至整个舱体骨架；此外，在复杂舱段内多网格节点结构集成一体化成型后，产品脱模难度也随节点数量呈现倍数增大。

2、针对上述问题，本发明提出复合材料复杂舱段多节点结构及制备方法。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种复合材料复杂多舱段节点结构的制备方法，能够得到结合强度高的复合材料复杂舱段多节点结构。

2、本发明实施例提供一种复合材料复杂多舱段节点结构的制备方法，包括：

3、将可拆分的柱状的芯模沿轴线方向均匀分体拆分，得到多个半模；其中，每个所述半模两侧均开设有l形凹槽，l形凹槽的两个互相连通的凹槽分别包括位于所述半模的侧壁和端面，位于侧壁的部分为平直段，位于端面的部分为垂直部分；

4、在所述l形凹槽内逐层铺设纤维预浸料，以使多层纤维预浸料填充铺满所述l形凹槽，形成l形腹板预制体；

5、拼接多个所述半模，铺设蒙皮，并置于模具内部整体固化。

6、可选地，在所述l形凹槽内逐层铺设纤维预浸料之后和拼接多个所述半模之前，还包括：

7、在所述l形腹板预制体的转折处形成的空置的三角区内，填充三角区补强材料。

8、可选地，所述三角区补强材料包括多个沿所述半模周向逐层铺设的环向加强筋，所述环向将强筋周向填充同一所述半模上的多个三角区。

9、可选地，所述拼接多个半模包括：

10、添加连续纵向加强筋以将多个半模串联；其中，所述连续纵向加强筋的走向为沿l形腹板预制体位于垂直段内的部分起始铺设，连续跨越三角补强材料、l形腹板预制体位于垂直段内平直段的部分，延伸铺入相邻的l形腹板预制体位于垂直段内的部分，直至将所有半模串联。

11、可选地，所述拼接多个所述半模之后和所述铺设蒙皮之前，还包括：

12、在拼接半模后形成的芯模上，设置周向和轴向的凹槽，在周向和轴向的凹槽内添加横纵加强筋；其中，横纵加强筋中的横向加强筋周向环绕包覆多个l形腹板预制体，横纵加强筋中的纵向加强筋沿轴向穿过多个l形腹板预制体。

13、可选地，周向和轴向的凹槽和横纵加强筋之间的间隙在0.08mm以内。

14、可选地，所述置于模具内部整体固化，包括：

15、置入阴模内部，完成合模锁紧与密封封装，送入热压固化设备采用一次性整体共固化工艺成型。

16、可选地，所述纤维预浸料为碳纤维预浸料，单层纤维预浸料的厚度为0.125mm~0.2mm。

17、可选地，所述纤维预浸料进行铺层时，采用0°/90°/±45°交替循环铺层。

18、可选地，所述芯模为整体圆柱成型芯模，各半模分别由多块扇形截面分瓣模拼接构成，整体装配后形成完整圆柱状成型基体。

19、本发明与现有技术相比至少具有如下有益效果：

20、在本实施例中，逐层铺贴的预浸料能够形成l形腹板预制体，对接后共同固化形成稳定结构的芯体。由纤维预浸料逐层铺层得到的l形腹板预制体具有较好的力学性能，一次共同固化使固化后的结构结合强度高。

1.一种复合材料复杂多舱段节点结构的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的复合材料复杂多舱段节点结构的制备方法，其特征在于，在所述l形凹槽内逐层铺设纤维预浸料之后和拼接多个所述半模之前，还包括：

3.根据权利要求2所述的复合材料复杂多舱段节点结构的制备方法，其特征在于，所述三角区补强材料包括多个沿所述半模周向逐层铺设的环向加强筋，所述环向将强筋周向填充同一所述半模上的多个三角区。

4.根据权利要求3所述的复合材料复杂多舱段节点结构的制备方法，其特征在于，所述拼接多个半模包括：

5.根据权利要求1所述的复合材料复杂多舱段节点结构的制备方法，其特征在于，所述拼接多个所述半模之后和所述铺设蒙皮之前，还包括：

6.根据权利要求5所述的复合材料复杂多舱段节点结构的制备方法，其特征在于，周向和轴向的凹槽和横纵加强筋之间的间隙在0.08mm以内。

7.根据权利要求1所述的复合材料复杂多舱段节点结构的制备方法，其特征在于，所述置于模具内部整体固化，包括：

8.根据权利要求1所述的复合材料复杂多舱段节点结构的制备方法，其特征在于，所述纤维预浸料为碳纤维预浸料，单层纤维预浸料的厚度为0.125mm~0.2mm。

9.根据权利要求1所述的复合材料复杂多舱段节点结构的制备方法，其特征在于，所述纤维预浸料进行铺层时，采用0°/90°/±45°交替循环铺层。

10.根据权利要求1所述的复合材料复杂多舱段节点结构的制备方法，其特征在于，所述芯模为整体圆柱成型芯模，各半模分别由多块扇形截面分瓣模拼接构成，整体装配后形成完整圆柱状成型基体。