[发明专利]一种复合材料编织填充方法

说明书

本发明涉及一种复合材料编织填充方法，通过转角间隙填充面积S1，计算出需要编织外半径为R1，内半径为R2的圆筒结构的编织填充带，在通过编织填充带的编织、预定型工艺和定型工艺，最终得到与转角间隙相同的编织填充带。本发明通过根据填充区的面积尺寸精确编织出相应截面积的编织填充带，提高了结构件的连接线、整体特性和结构完整性，防止填充材料成型构件转角区应力集中，且通过在真空中加热成型的方法，能够获得更高的成型压力，制备力学性能更好的编织填充带，增强了填充芯材的强度和内部的稳定。

技术领域

本发明属于复合材料制备技术领域，尤其涉及一种复合材料编织填充方法。

背景技术

复合材料液体成型技术（LCM）技术由于具有既可以生产大型复合材料制件，又可以制备各种小型精密复合材料制件，且LCM制件具有强度及性能可靠性高、成型工艺简单、生产效率高、尺寸精度高，环保及制造成本低，而成为国内外竞相研究的工艺之一。其在复合材料制造过程中的应用也越来越多，制造的产品形状也越来越复杂，整体化程度也越来越高，但由于复合材料铺层结构设计的原因，在复合材料制造过程中存在大量的转角、间隙，需采用纤维进行填充。

专利号为CN105619828A ,申请日为2014-10-28，公开了一种工字型梁R转角处空隙碳捻丝填充方法，所述的填充方法包括如下步骤：步骤1，根据公式计算碳捻丝横截面积和碳捻丝的宽度，1：ΔS＝(r+h1/2)*(2r+h1)-π*(r+h1/2)2/2，2：L＝ΔS/h，式中：r为“工”字型梁的R角半径；h1为“工”字型梁的厚度；L为填充碳捻丝的宽度；ΔS为R角处的填充面积；h为填充碳捻丝的单层厚度；步骤二，根据“工”字型梁的R角处碳捻丝外形尺寸，采用逆向建模建立碳捻丝数模，并制造模具；步骤三，利用模具将碳捻丝成型固化；步骤四，将成型好的碳捻丝放置在“工”字型梁已经合模的左、右腹板形成的R角空隙处，固化成型。

上述专利通过量化R角空隙处碳捻丝用量，使用成型模成型的碳捻丝填充到“工”字型梁“R”转角空隙处，然后进行固化成型，保证R角处的表面质量，提高了产品质量稳定性。但是由于填充芯材在模具里面进行预压成型后放置于三角填充区，使填充材料成型构件转角区应力集中，降低了填充芯材的强度，在施工处理上可能会使得填充区的填充带变形太大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种复合材料编织填充方法，此方法提高填充区的连接线、整体特性和结构完整性，避免了填充材料成型构件转角区应力集中，增强了填充芯材的强度和内部的稳定。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种复合材料编织填充带的制备方法，所述制备方法的具体步骤如下：

步骤一，计算编织填充带的外圆半径R2：

S1=π·(R2-R1) ²——（一）

R2=+R1——（二）

式中：S1为转角间隙填充面积；R1为编织模半径；

步骤二，编织填充带的编织：按照标准编织工艺将复合材料编织在编织模的外表面，制备得到整体圆筒结构的编织填充带,且编织填充带为多层编织带，外圆半径为R2，内圆半径与编织模半径相等为R1；

步骤三，编织填充带的预定型：先将定型材料喷涂在编织填充带的表面，再将编织填充带装入真空封袋内预热，得到预定型的编织填充带；

步骤四，编织填充带的定型：先将预定型的编织填充带放入定型模具中，再将定型模具装入真空装置内，通过对真空装置内抽真空和加热得到定型的编织填充带。

所述编织工艺中根据公式计算出编织纱线与编织轴间夹角β：

β= tan﹣¹·R1·

式中：ωb为纱线角速度；为编织模运动速度。