一種復合材料多向接頭的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于航空機械領域，特別是涉及到種適用于夾芯結構的一種復合材料多向接頭。
【背景技術】
[0002]為了實現更高的性能指標要求，軍用和民用飛機在設計時無不以獲得更低的結構重量系數和降低成本作為研制目標，而要實現這一目標，采用高效能的復合材料整體結構形式成為了必然趨勢。復合材料整體化結構可大量減少零件及緊固件的數量，并相應改善結構的承載性能，獲得的減重效果隨整體化程度的提高而顯著上升；同時，由于減少了協調/連接裝配的工作量，使結構的制造成本也得以大幅降低。因此，提高整體化的程度被國際上普遍認為是實現高效復合材料結構的重要途徑，是復合材料在飛機結構上應用發展的必然趨勢。
[0003]目前，因其具有優異的剛度/重量比和承載/重量比，復合材料夾芯結構仍然是設計工程師的主要選擇之一，尤其在民機和無人機上應用潛力巨大。傳統復合材料夾芯結構的連接僅限于緊固件方式的機械連接，并且還額外增加了夾芯結構中連接區設計的復雜性以適應機械連接，這難以充分發揮出夾芯結構的優勢，如何實現復合材料夾芯結構的高效能連接，適用于夾芯結構的復合材料整體接頭可以較好地解決上述問題。
【發明內容】
[0004]發明目的
[0005]提供一種復合材料多向接頭，適用于夾芯結構的復合材料整體多向接頭，能夠解決原有復合材料夾芯結構使用的單一性，拓寬了復合材料夾芯結構的使用范圍。
[0006]技術方案
[0007]—種復合材料多向接頭，由接頭單元組成，所述接頭單元I為U型結構。
[0008]所述接頭單元I的數量為兩個，形成“干”字型結構。
[0009]所述接頭單元I的數量為三個，形成“開”字型結構。
[0010]所述接頭單元I的數量為四個，形成“井”字型結構。
[0011]所述“開”字型結構及“井”字型結構的中間部分填充有泡沫芯。
[0012]所述接頭由復合材料鋪疊或三維編織而成。
[0013]有益效果
[0014]本實用新型復合材料整體多向接頭適用于兩個(含)以上的多個夾芯結構的連接，解決了原有復合材料夾芯結構使用的單一性問題，拓寬了復合材料夾芯結構的使用范圍。該接頭通過多個U型單元結構與夾芯結構之間的配合膠接，最終形成了一個獨立的具有承載/傳載的整體化結構形式，充分提高了復合材料的利用效能。該接頭采用了全復合材料結構，與傳統機械連接形式相比，減少了夾芯結構連接設計的復雜性，徹底消除了連接緊固件，滿足了輕質化的要求，縮短了制造周期，從而降低了成本。本實用新型整體多向接頭可拓展為任意集成多個U型單元結構形式。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型“干”字型結構接頭示意圖；
[0016]圖2是本實用新型“開”字型結構接頭示意圖；
[0017]圖3是本實用新型“井”字型結構接頭示意圖。
[0018]圖4是本實用新型“井”字型結構接頭安裝示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細描述，請參閱圖1至圖4。
[0020]—種復合材料多向接頭，由接頭單元組成，所述接頭單元I為U型結構。
[0021]所述接頭單元I的數量為兩個，形成“干”字型結構。
[0022]所述接頭單元I的數量為三個，形成“開”字型結構。
[0023]所述接頭單元I的數量為四個，形成“井”字型結構。
[0024]所述“開”字型結構及“井”字型結構的中間部分填充有泡沫芯。
[0025]所述接頭由復合材料鋪疊或三維編織而成。
[0026]如圖1?圖3所示，復合材料整體多向接頭主要由帶雙向或多向U型單元的接頭主骨架和泡沫芯兩部分組成，其中接頭主骨架可由單向帶預浸料或編織布預浸料鋪疊后進行固化而成，也可采用三維編織預成型體經過RTM或RFI工藝固化成形，然后將固化后的接頭主骨架與中間封閉處泡沫芯之間的界面加膠膜進行膠接共固化，此處得到了整體多向接頭。如圖4中“井”字型整體接頭安裝有4個夾芯結構，復合材料夾芯結構中的面板可采用單向帶預浸料或編織布預浸料鋪疊而成，芯材可采用紙蜂窩芯或泡沫芯，上述面板與芯材之間界面用膠膜進行膠接共固化。膠接配合時，在整體多向接頭與夾芯結構之間的界面處增加膠膜，然后將夾芯結構插入該接頭的U型單元內至規定位置，待完成多方向的復合材料夾芯結構的配合后再進行膠接，最后共固化形成整體結構。
[0027]實施例
[0028]該復合材料整體多向接頭的成型方式有兩種:一是接頭主骨架由T700/QY8911單向帶預浸料鋪疊而成，R角區的空腔用0°單向帶預浸料填充后經過加壓固化而成。再將固化后的接頭主骨架與PMI泡沫芯材進行膠接，兩者之間界面處粘接了一層J116F- δ 0.1的膠膜。夾芯結構面板采用了 T700/QY8911單向帶預浸料鋪疊而成，芯材采用了 Nomex紙蜂窩NRH-2-48，兩者界面采用了 J116A- δ 0.35膠膜膠接共固化。將上述固化好的整體多向接頭與多個夾芯結構之間界面各增加一層EC3448的膠膜后一起進行固化，最后得到成型的整體結構。
[0029]另外一種方式是接頭主骨架采用了 Τ700碳纖維三維編織預成型體，再將三維編織預成型體與泡沫芯進行組合，采用RTM工藝進行樹脂注入、浸潤和固化。其中成型樹脂選擇為QY8911-1V雙馬樹脂，三維預制體編織方式為三維六向編織方式，纖維體積含量為60±5%，表面編織角為35°。
【主權項】
1.一種復合材料多向接頭，其特征在于，由接頭單元組成，所述接頭單元[I]為U型結構。2.根據權利要求1所述的一種復合材料多向接頭，其特征在于，所述接頭單元[I]的數量為兩個，形成“干”字型結構。3.根據權利要求1所述的一種復合材料多向接頭，其特征在于，所述接頭單元[I]的數量為三個，形成“開”字型結構。4.根據權利要求[I]所述的一種復合材料多向接頭，其特征在于，所述接頭單元[I]的數量為四個，形成“井”字型結構。5.根據權利要求3和權利要求4任意一項所述的一種復合材料多向接頭，其特征在于，所述“開”字型結構及“井”字型結構的中間部分填充有泡沫芯。6.根據權利要求5所述的一種復合材料多向接頭，其特征在于，所述接頭由復合材料鋪疊或三維編織而成。
【專利摘要】本實用新型屬于航空機械領域，特別是涉及到種適用于夾芯結構的一種復合材料多向接頭，由接頭單元組成，所述接頭單元1為U型結構。本實用新型復合材料整體多向接頭適用于兩個(含)以上的多個夾芯結構的連接，解決了原有復合材料夾芯結構使用的單一性問題，拓寬了復合材料夾芯結構的使用范圍。該接頭通過多個U型單元結構與夾芯結構之間的配合膠接，最終形成了一個獨立的具有承載/傳載的整體化結構形式，充分提高了復合材料的利用效能。
【IPC分類】F16B1/00
【公開號】CN204900417
【申請號】CN201520017076
【發明人】姚正蘭, 邱學仕, 彭濤, 陳建農, 陳烈斌, 李黎
【申請人】成都飛機設計研究所
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年1月9日