[发明专利]一种纤维复合材料开孔制件的补强片设计及补强方法

权利要求书

1.一种纤维复合材料开孔制件的补强片，其特征在于，所述的补强片包括径向纤维轨迹层和螺旋线纤维轨迹层的未浸或预浸树脂的增强纤维丝束，

其中，所述径向纤维轨迹层与开孔周围的复合材料存在第一重叠区域而与开孔区域不存在重叠区域；

所述环向纤维轨迹层与开孔周围的复合材料存在第二重叠区域而与开孔区域不存在重叠区域；

所述径向纤维轨迹层的中心与所述环向纤维轨迹层的中心基本重合。

2.如权利要求1所述的补强片，其特征在于，所述的纤维轨迹由1-20层径向纤维轨迹层和1-20层环向纤维轨迹层组成，更佳地由1-10层径向纤维轨迹层和1-10层环向纤维轨迹层组成，最佳地由1-5层径向纤维轨迹层和1-5层环向纤维轨迹层组成。

3.如权利要求1所述的补强片，其特征在于，所述补强片由至少1层径向纤维轨迹层和至少1层环向纤维轨迹层组成单层，且单层的厚度为0.2～3mm，最佳地所述补强片由一根纤维组成。

4.如权利要求1或2所述的补强片，其特征在于，所述补强片的径向纤维层的外径R与复合材料开孔制件开孔的半径r的比例R/r=1.5～6，较佳地为1.5～3.5。

5.如权利要求1所述的补强片，其特征在于，所述的补强片的增强纤维丝束选自下组：玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维，玄武岩纤维、陶瓷纤维、天然纤维，或其组合。

6.如权利要求1中所述的补强片，其特征在于，所述的补强片的纤维丝束的预浸树脂基体为热固性树脂或热塑性树脂，较佳地，所述的树脂选自下组：环氧树脂、聚氨酯树脂、阴离子开环聚合聚酰胺类树脂、聚对苯二甲酸环丁二醇酯树脂，聚丙烯树脂、聚乙烯树脂、聚酰胺树脂、聚乳酸树脂、聚苯硫醚树脂、聚醚醚酮树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂等。

7.一种如权利要求1所述的补强片的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

i)根据制件开孔的形状和大小设计形状、尺寸相匹配的纤维轨迹；

ii)按照所设计的纤维丝束轨迹、几何形状及尺寸，采用缝合线或粘合剂将纤维丝束固定在底材上制得所需的补强片。

8.如权利要求1～6中任一所述的补强片的用途，其特征在于，所述补强片用于开孔制件的补强。

9.一种纤维复合材料开孔制件的补强方法，其特征在于，

所述方法包括步骤(1a)：

(1a)在制备纤维复合材料开孔制件的过程中，当制得的纤维复合材料开孔制件的纤维预成型体后，将权利要求1所述的补强片铺放在纤维预成型体的开孔部位，然后将补强片与纤维预成型体一体化固化成型，得到开孔补强的纤维复合材料开孔制件；

或所述方法包括步骤(1b)：

(1b)将权利要求1所述的补强片直接铺放在已固化的复合材料开孔制件的开孔部位的表面，然后进行二次固化成型，得到开孔补强的复合材料开孔制件。

10.如权利要求9所述的补强方法，其特征在于，所述方法具有一个或多个选自下组的特征：

所述的步骤（1a）中的固化成型工艺包括复合材料液体模塑成型工艺、热压罐成型工艺、或模压成型工艺；较佳地，所述的复合材料液体模塑成型工艺包括树脂传递模塑成型工艺、真空辅助树脂注射成型工艺或树脂膜渗透成型工艺；

所述的步骤（1b）中的固化成型工艺包括真空辅助树脂注射成型工艺、树脂膜渗透成型工艺、热压罐成型工艺和模压成型工艺；和

所述纤维复合材料制件的树脂基体选自不饱和树脂、环氧树脂、乙烯基酯类树脂、聚氨酯树脂、阴离子开环聚合聚酰胺类树脂、聚对苯二甲酸环丁二醇酯树脂、聚丙烯树脂、聚乙烯树脂、聚酰胺树脂、聚苯硫醚树脂、聚醚醚酮树脂、聚乳酸树脂、聚醚酰亚胺树脂，或聚酰亚胺树脂。