[发明专利]一种加筋复材泡沫夹芯筒带颈刚性法兰及其制备方法

权利要求书

1.一种加筋复材泡沫夹芯筒带颈刚性法兰，其特征在于，所述带颈刚性法兰的主体包括颈部、支撑部和法兰部，所述颈部为空心圆柱形结构的泡沫夹芯筒，所述支撑部为空心圆台形结构，所述法兰部为圆盘形或圆环形结构，所述颈部的一端部连接支撑部的较小一端，所述支撑部的较大一端连接法兰部；

所述颈部包括复材内蒙皮（1）和复材外蒙皮（8），所述复材内蒙皮（1）和复材外蒙皮（8）之间均匀分布有竖面泡沫板条（2）和复材长条加筋（3），所述复材长条加筋（3）等间隔分布在竖面泡沫板条（2）之间，通过复材长条加筋（3）连接复材内蒙皮（1）和复材外蒙皮（8）；

所述支撑部包括复材内蒙皮（1）和复材外蒙皮（8），所述复材内蒙皮（1）和复材外蒙皮（8）之间均匀分布有斜面泡沫板条（4）和复材三角加筋（5），所述复材三角加筋（5）等间隔分布在斜面泡沫板条（4）之间，通过复材三角加筋（5）连接复材内蒙皮（1）和复材外蒙皮（8）；

所述法兰部从上至下依次设有复材外蒙皮（8）、钢板（6）和复材内蒙皮（1），所述法兰部上设有安装孔（7）。

2.根据权利要求1所述的加筋复材泡沫夹芯筒带颈刚性法兰，其特征在于，所述复材内蒙皮（1）和复材外蒙皮（8）为纤维布制成。

3.根据权利要求2所述的加筋复材泡沫夹芯筒带颈刚性法兰，其特征在于，根据所述复材内蒙皮（1）和复材外蒙皮（8）均由纤维增强树脂基复合材料构成，所述纤维增强树脂基复合材料中的增强材料为玻璃纤维布、碳纤维布、玄武岩纤维布和芳纶纤维布中的一种或多种，所述纤维增强树脂基复合材料中的树脂为环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂中的一种。

4.根据权利要求1所述的加筋复材泡沫夹芯筒带颈刚性法兰，其特征在于，所述竖面泡沫板条（2）的横截面为等腰梯形，所述竖面泡沫板条（2）为PVC泡沫、PMI泡沫、PU泡沫或PEI泡沫中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的加筋复材泡沫夹芯筒带颈刚性法兰，其特征在于，所述复材长条加筋（3）为纤维增强树脂基复合材料构成，所述纤维增强树脂基复合材料中的增强材料为玻璃纤维布、碳纤维布、玄武岩纤维布和芳纶纤维布中的一种或多种，所述纤维增强树脂基复合材料中的树脂为环氧树脂、酚醛树脂和聚氨酯树脂中的一种。

6.根据权利要求1所述的加筋复材泡沫夹芯筒带颈刚性法兰，其特征在于，所述斜面泡沫板条（4）为三棱柱结构，所述斜面泡沫板条（4）为PVC泡沫、PMI泡沫、PU泡沫或PEI泡沫中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的加筋复材泡沫夹芯筒带颈刚性法兰，其特征在于，所述复材三角加筋（5）为三角体型结构，所述复材三角加筋（5）为纤维增强树脂基构成，所述纤维增强树脂基中的增强材料为玻璃纤维布、碳纤维布、玄武岩纤维布和芳纶纤维布中的一种或多种，所述纤维增强树脂基复合材料中的树脂为环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂中的一种。

8.根据权利要求1所述的加筋复材泡沫夹芯筒带颈刚性法兰，其特征在于，所述法兰部的外径大于支撑部较大一端的外径，所述支撑部较大一端的外径大于颈部的外径。

9.一种加筋复材泡沫夹芯筒带颈刚性法兰的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

（一）准备竖面泡沫板条（2）和斜面泡沫板条（4）：根据构件尺寸设计要求，预先将泡沫平板切割成横截面为梯形的竖面泡沫板条和整体为三棱柱形的斜面泡沫板条；

（二）复材加筋：裁剪与竖面泡沫板条（2）侧面形状和尺寸相同的纤维布，将若干裁剪好的纤维布填充至竖面泡沫板条（2）之间，并用纤维丝将纤维布固定好，备用；裁剪与斜面泡沫板条（4）侧面形状和尺寸相同的纤维布，将若干裁剪好的纤维布填充至斜面泡沫板条（4）之间，并用纤维丝将纤维布固定好，备用；

（三）准备预成型体：在RTM模具上涂抹脱模剂后，先在模具上包裹内蒙皮的增强材料，；然后在泡沫夹芯筒一端将内蒙皮的增强材料向外翻边，在翻边的同时埋置钢板；将竖面泡沫板条沿圆周方向紧密地布置在内蒙皮增强材料上，并用纤维丝绑扎固定，将斜面泡沫板条沿圆周方向紧密地布置在竖面泡沫板条四周，并用纤维丝绑扎固定；再包裹外蒙皮的增强材料，外蒙皮的增强材料向外翻边，用于制备法兰部，最终得到预成型体；

（四）组装真空导入成型系统：在上述预成型体上封装外模形成一个密封系统；

（五）检查气密性：用溢胶管将抽气口与真空系统连接，对密封系统抽真空，检查模具封闭系统的气密性；

（六）注胶与固化成型：确认气密性良好后用注胶管将注胶口与装有树脂体系的容器相连，树脂在负压下抽入模具封闭系统，树脂在通过螺旋管和导流网均匀浸润纤维布并填充泡沫与纤维布之间的空隙，固化成型；

（七）后处理：将模具从固化后的成型体中取出来，打磨毛边，便可得到加筋复材泡沫夹芯筒带颈刚性法兰。