一种纤维缠绕异形结构件及其成型方法

技术领域

本发明属于复合材料成型技术领域，特别是涉及一种纤维缠绕异形结构件及其成型方法。

背景技术

复合材料薄壁管腔类构件的截面通常为圆形，而异形截面则较少，异形截面的复合材料构件在成型过程中面临着过程复杂，截面变径处尺寸稳定性差的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种纤维缠绕异形结构件及其成型方法,以现有的异形截面的复合材料构件成型过程复杂，截面变径处稳定性差的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种纤维缠绕异形结构件，包括异形芯模，所述异形芯模包括轴头、隔板以及圆筒，所述圆筒的两端皆安装有轴头，所述圆筒内部安装有隔板。

更进一步的，所述圆筒内均布有多个隔板。

更进一步的，所述异形芯模外侧均匀设有四个凹槽。

更进一步的，一种纤维缠绕异形结构件的成型方法，它包括以下步骤：

步骤1：设计异形截面的芯模；

步骤2：配制基体树脂；

步骤3：裁剪纤维增强材料；

步骤4：异形芯模的凹槽进行0°纤维缠绕，使凹槽完全填充；

步骤5：在异形芯模截面处粘贴并固定卡板，按照卡板对应的刻度线在芯模轴向铺放对应尺寸的预浸碳布，铺放预浸碳布与纤维缠绕交替进行，完成后进行热压釜固化；

步骤6：将固化后的复合材料结构件进行脱模并加工。

更进一步的，步骤5中按照卡板对应的刻度线在芯模轴向铺放对应尺寸的预浸碳布，每层下移2mm。

更进一步的，步骤3中的增强材料包括轴向增强材料和径向增强材料。

更进一步的，步骤3中的增强材料为玻璃纤维织物和碳纤维织物。

更进一步的，步骤2中的基体树脂为环氧树脂体系。

更进一步的，所述环氧树脂体系组成：100份环氧树脂、28份的胺类固化剂以及18份的环氧稀释剂。

更进一步的，步骤5中异形结构件筒段采用湿法纤维缠绕结合轴向增强材料铺放的成型方式。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明采用湿法纤维缠绕结合手工铺放，芯模上凹槽0°缠绕填充后为导轨，产品导轨密实并与产品很好的形成一体，结合牢固，且可以获得较好的外形轮廓尺寸与较高密实度的导轨，可用于薄壁截面为异形的管腔复合材料结构中。

2、本发明解决了异形薄壁管腔类复合材料构件铺放预浸料位置不准确，不平整的问题。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明所述的一种纤维缠绕异形结构件的结构示意图；

图2为本发明所述的一种纤维缠绕异形结构件的左视图。

1-轴头，2-隔板，3-圆筒。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地阐述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

具体实施方式一：参见图1-2说明本实施方式，一种纤维缠绕异形结构件，其特征在于：包括异形芯模，所述异形芯模包括轴头1、隔板2以及圆筒3，所述圆筒3的两端皆安装有轴头1，所述圆筒3内部安装有隔板2，所述圆筒3内均布有多个隔板2，所述异形芯模外侧均匀设有四个凹槽。

首先，设计异形截面的芯模，配制基体树脂，裁剪纤维增强材料，异形芯模的凹槽进行0°纤维缠绕，使凹槽完全填充，在异形芯模截面处粘贴并固定卡板，按照卡板对应的刻度线在芯模轴向铺放对应尺寸的预浸碳布，铺放预浸碳布与纤维缠绕交替进行，完成后进行热压釜固化，将固化后的复合材料结构件进行脱模并加工，采用湿法纤维缠绕结合手工铺放，芯模上凹槽0°缠绕填充后为导轨，产品导轨密实并与产品很好的形成一体，结合牢固，且可以获得较好的外形轮廓尺寸与较高密实度的导轨，可用于薄壁截面为异形的管腔复合材料结构中，解决异形薄壁管腔类复合材料构件铺放预浸料位置不准确，不平整的问题。

具体实施方式二：参见图1-2说明本实施方式，一种纤维缠绕异形结构件的成型方法，它包括以下步骤：

步骤1：设计异形截面的芯模；

步骤2：配制基体树脂；

步骤3：裁剪纤维增强材料；

步骤4：异形芯模的凹槽进行0°纤维缠绕，使凹槽完全填充；

步骤5：在异形芯模截面处粘贴并固定卡板，按照卡板对应的刻度线在芯模轴向铺放对应尺寸的预浸碳布，铺放预浸碳布与纤维缠绕交替进行，完成后进行热压釜固化；

步骤6：将固化后的复合材料结构件进行脱模并加工。

进一步的，步骤5中按照卡板对应的刻度线在芯模轴向铺放对应尺寸的预浸碳布，每层下移2mm，步骤3中的增强材料包括轴向增强材料和径向增强材料，步骤3中的增强材料为玻璃纤维织物和碳纤维织物，步骤2中的基体树脂为环氧树脂体系，所述环氧树脂体系组成：100份环氧树脂、28份的胺类固化剂以及18份的环氧稀释剂，步骤5中异形结构件筒段采用湿法纤维缠绕结合轴向增强材料铺放的成型方式。

首先配制成型用树脂，环氧树脂体系基体树脂组成：100份环氧树脂，28份的胺类固化剂，18份的环氧稀释剂，采用0°缠绕方法，使纤维均匀布满四条导轨内，导轨缝隙处用表面短毡和玻璃纤维布填实，实现导轨处结构增强，在芯模两端粘贴卡板使中心刻度线与芯模截面中心刻度对齐，按照芯模两端对应刻度线，铺放对应尺寸的预浸碳布，铺放碳布时，每层错开2mm，湿法缠绕与铺放交替进行直至完成全部铺层，在缠绕、铺放时未赶除的气泡用刮板沿纤维方向划开放气，并用赶泡辊将预浸料压实，在缠绕完成的芯模外包覆一层隔离膜和透气毡，粘贴密封胶条和真空膜，将芯模包裹住，进行热压釜固化，将固化后的复合材料结构件进行脱模并加工，采用湿法纤维缠绕结合手工铺放，芯模上凹槽0°缠绕填充后为导轨，产品导轨密实并与产品很好的形成一体，结合牢固，且可以获得较好的外形轮廓尺寸与较高密实度的导轨，可用于薄壁截面为异形的管腔复合材料结构中。

以上公开的本发明实施例只是用于帮助阐述本发明。实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。