[发明专利]仿形立体织物

说明书

本发明提供的一种仿形立体织物，包括X‑Y平面仿形单元层和贯穿所述X‑Y平面仿形单元层的Z向纤维束，所述X‑Y平面仿形单元层包括至少一层连续纤维仿形层和若干层纤维网毡层，多层所述X‑Y平面仿形单元层Z向叠层设置。通过设置在X‑Y平面仿形单元层上至少一层的连续纤维仿形层，使得最终成型的仿形立体织物平面纤维的仿形连续性好，且其连续纤维的铺放方式及其角度的可设计较强；同时通过Z向纤维束的贯穿设置，实现了对相邻层的X‑Y平面仿形单元层之间的相互连接固定。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种仿形立体织物。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

新型飞行器在临近空间作长时间的高超声速飞行，为提升其飞行速度和性能/功能，正朝向轻质化、高性能方向发展，其结构外形由轴对称转变为气动仿形异形截面，而复合材料的结构和性能可设计性强，符合新型飞行器的发展要求，因此其承力部件，如承力框、舵、腹鳍、侧板等异形部件等，逐渐由金属材料转变为采用纤维预制体做增强体骨架的全复合材料，但该类部件型面复杂，现有纤维预制难以达到兼顾轻质及较佳高温力学性能的高要求。

现有关于异形截面纤维预制体的报道中公开有三维编织形成的变截面或异形截面的立体织物，该类织物通过编织纱的移动，增减，分段等形成变截面，或在异形截面的长度方向交织形成，一旦后加工处理会形成短纤维，造成异形截面连续纤维含量减少，难以满足连续纤维仿形增强；现有的2.5D工艺无法整体成型中空含翼型承力框织物；另外，常见的Z向贯穿连续纤维连接平面机织物铺层的立体织物，采用0°、90°纤维交织的平面机织物仿形铺层，0°、90°纤维在异形截面拼接处或轮廓边缘多断开，平面内连续纤维含量低，达不到承力部件高温环境下力学性能的高要求。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种能够满足连续纤维仿形增强的仿形立体织物。

本发明提供的技术方案为：

一种仿形立体织物，包括X-Y平面仿形单元层和贯穿所述X-Y平面仿形单元层的Z向纤维束，所述X-Y平面仿形单元层包括至少一层连续纤维仿形层和若干层纤维网毡层，多层所述X-Y平面仿形单元层Z向叠层设置。

优选的，所述仿形立体织物的连续纤维仿形层由同一平面上连续纤维围绕在仿形立体织物的轮廓和内部构成一所述连续纤维仿形层，每层一所述连续纤维仿形层中占主导的连续纤维为周向设置或指向中心设置，周向设置为所述连续纤维与仿形立体织物轮廓重合和/或并排设置，指向中心设置为所述连续纤维在仿形立体织物轮廓之间朝向仿形立体织物中心方向设置。

优选的，每一所述连续纤维仿形层中占主导的连续纤维呈均匀分布。

优选的，所述仿形立体织物平面包括框体及框体向外延伸出的侧翼，周向设置的占主导的连续纤维从框体上延伸至侧翼端部。

优选的，侧翼的宽度大于框体的宽度，周向设置的所述连续纤维仿形层还包括增厚部侧翼中间区，所述增厚部设置于周向设置的占主导的连续纤维之间且与其并排延伸至侧翼端部所述增厚部侧翼中间区为周向设置的占主导的连续纤维之间且与其并排延伸至侧翼端部，或周向设置的占主导的连续纤维在侧翼端部由内而外逐一闭合，并将增厚部侧翼中间区包围在其内部且并排仿形设置。

优选的，在侧翼宽度方向上，增厚部侧翼中间区居中设置。

优选的，所述X-Y平面仿形单元层层间包括自所述纤维网毡上引入的层间短纤维平面仿形单元层层间包括从所述纤维网毡上引入的层间短纤维。

优选的，所述Z向纤维束阵列且垂直设置在所述X-Y平面仿形单元层上；且相邻所述Z向纤维束在X-Y平面仿形单元层上的间距为2.0-4.0mm；所述连续纤维仿形层及Z向纤维束占整体质量的80-95％。