[发明专利]一种芳纶蒙皮-纸蜂窝夹层筒壳结构及其制备方法

说明书

本发明涉及一种芳纶蒙皮‑纸蜂窝夹层筒壳结构及其制备方法和应用，特别是涉及一种应用于航天器天线分系统支撑结构的Kevlar49芳纶纤维编织布增强环氧树脂基复合材料蒙皮‑Nomex有孔芳纶纸蜂窝夹层筒壳结构及其制备方法，属于航天器复合材料结构及其成形技术领域。

技术领域

本发明涉及一种芳纶蒙皮-纸蜂窝夹层筒壳结构及其制备方法和应用，特别是涉及一种应用于航天器天线分系统支撑结构的Kevlar49芳纶纤维编织布增强环氧树脂基复合材料蒙皮-Nomex有孔芳纶纸蜂窝夹层筒壳结构及其制备方法，属于航天器复合材料结构及其成形技术领域。

背景技术

蜂窝夹层筒壳结构具有质量轻、比强度高、比刚度高、抗弯刚度高等突出优点，且在相同的载荷条件下，相比实心结构的变形和应力更小，因此已广泛应用于航天器的主承力结构和次承力结构，如通信领域航天器结构分系统中的卫星中心承力筒就采取碳纤维增强树脂基复合材料蒙皮——铝蜂窝夹层筒壳结构。但航天器天线分系统中的支撑结构不仅对静力载荷的承受能力有预定的要求，而且对产品的结构重量、透波性能、电性能，以及其承受动载和局部冲击载荷的能力也有着更为严格的要求，因此无法采用传统的脆性碳纤维增强树脂基复合材料蒙皮(以下简称碳蒙皮)和铝蜂窝夹芯。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种芳纶蒙皮——纸蜂窝夹层筒壳结构及其制备方法，该芳纶蒙皮——纸蜂窝夹层筒壳结构作为航天器天线分系统的馈源支撑结构。

本发明的技术解决方案是：

一种芳纶蒙皮——纸蜂窝夹层筒壳结构，该结构包括上法兰、筒身和下法兰；上法兰包括芳纶外蒙皮A、纸蜂窝夹芯A、芳纶内蒙皮A和连接接头A；筒身包括芳纶外蒙皮B、纸蜂窝夹芯B、芳纶内蒙皮B、连接接头B和减轻孔；下法兰包括芳纶外蒙皮C、纸蜂窝夹芯C、芳纶内蒙皮C和连接接头C；

所述上法兰的芳纶外蒙皮A和芳纶内蒙皮A之间为纸蜂窝夹芯A，连接接头A包括法兰盘A和连接柱A两部分，法兰盘A位于芳纶内蒙皮A上，连接柱A镶嵌在纸蜂窝夹芯A内；

所述筒身的芳纶内蒙皮B和芳纶外蒙皮B之间为纸蜂窝夹芯B，连接接头 B包括法兰盘B和连接柱B两部分，法兰盘B位于芳纶外蒙皮B的外面，连接柱B镶嵌在纸蜂窝夹芯B内，减轻孔按规定的间距尺寸均布在筒身上；

所述下法兰的芳纶外蒙皮C和芳纶内蒙皮C之间为纸蜂窝夹芯C，连接接头C包括法兰盘C和连接柱C两部分，法兰盘C位于芳纶内蒙皮C上，连接柱C镶嵌在纸蜂窝夹芯C内；

所述上法兰的芳纶外蒙皮A、筒身的芳纶内蒙皮B，以及下法兰的芳纶外蒙皮C为一整体的C形圆壳蒙皮；

所述上法兰的芳纶内蒙皮A由两件半圆环A对接为一整环结构；

所述筒身的芳纶外蒙皮B为一圆壳结构，该圆壳结构具有一条贯穿高度方向的拼接缝，芳纶外蒙皮B在拼接缝两侧采取坡面搭接形式；

所述下法兰的芳纶内蒙皮C由两件对称的C形圆环B对接为一整环结构；

所述上法兰的芳纶内蒙皮A与筒身的芳纶外蒙皮B之间通过上加强层连接为一体，上加强层为L形圆壳，由胶粘剂胶接2层芳纶纤维编织布形成；

所述下法兰的芳纶内蒙皮C与筒身的芳纶外蒙皮B之间通过下加强层连接为一体，下加强层为L形圆壳，由胶粘剂胶接2层芳纶纤维编织布形成；

一种芳纶蒙皮——纸蜂窝夹层筒壳结构的制备方法，该方法的步骤包括：

(1)制备C形圆壳蒙皮的成形模具：C形圆壳蒙皮的成形模具包括上盖、芯模、底盘，以及连接紧固件和定位销钉，连接紧固件用于将上盖和底盘分别安装在芯模的两端，定位销钉用于准确控制上盖和底盘在芯模上的安装位置和反复拆装精度；