[发明专利]一种透波复合材料半罩及其制备方法

说明书

本发明公开一种透波复合材料半罩，包括：壳体蒙皮为空心圆台结构；环筋周向设置在所述壳体蒙皮内壁上，且沿所述壳体蒙皮轴向阵列；纵筋沿壳体蒙皮轴向设置在所述壳体蒙皮内壁上，且沿壳体蒙皮周向阵列；前端法兰加强区为圆环形，且同轴设置在所述壳体蒙皮半径较小一侧；后端法兰加强区为圆环形，且同轴设置在所述壳体蒙皮半径较大一侧；其中，所述壳体蒙皮、环筋、纵筋、前端法兰加强区和后端法兰加强区均由纤维和树脂复合材料多层铺设而成，且在所述纤维和树脂复合材料中，所述纤维的体积分数为57％～63％。在半罩内壁周向和轴向分别设置有多组环筋和纵筋，使其具备优异的力学性能。本发明还公开一种透波复合材料半罩的制备方法。

技术领域

本发明涉及复合材料制备技术领域，更具体的是，本发明涉及一种透波复合材料半罩及其制备方法。

背景技术

为实现新一代武器装备轻量化，结构承载性能高，电子对抗能力强等优异的综合性能，航空航天等高技术领域对透波材料的性能提出了越来越高的要求。透波材料不仅要满足雷达天线功率越来越大的透波性能要求，还需具备减阻整流以及承受高强载荷的特性。

同时，现有透波材料结构件多为金属骨架和材料外壳经过装配构成的，具有重量大、金属和材料外壳冷热膨胀系数不一致出现应力集中的缺点。

发明内容

本发明的一个目的设计开发了一种透波复合材料半罩，在半罩内壁周向和轴向分别设置有多组环筋和纵筋，使其具备优异的力学性能，并且克服了传统透波材料结构件重量大、冷热膨胀系数不一致的技术缺陷。

本发明的另一个目的是设计开发一种透波复合材料半罩制备方法，通过在金属阳模分瓣模具上铺放多组玻璃纤维和树脂复合材料的预浸料，并控制纤维和树脂预浸料的铺设顺序和铺设角度，形成预浸料环筋和纵筋结构，使其具备优异的力学性能，并且克服了传统透波材料结构件重量大、冷热膨胀系数不一致的技术缺陷。

本发明提供的技术方案为：

一种透波复合材料半罩，包括：

壳体蒙皮，其为空心圆台结构；

环筋，其周向设置在所述壳体蒙皮内壁上，且沿所述壳体蒙皮轴向阵列；

纵筋，其沿所述壳体蒙皮轴向设置在所述壳体蒙皮内壁上，且沿所述壳体蒙皮周向阵列；

前端法兰加强区，其为圆环形，且同轴设置在所述壳体蒙皮半径较小一侧；

后端法兰加强区，其为圆环形，且同轴设置在所述壳体蒙皮半径较大一侧；

其中，所述壳体蒙皮、环筋、纵筋、前端法兰加强区和后端法兰加强区均由纤维和树脂复合材料多层铺设而成，且在所述纤维和树脂复合材料中，所述纤维的体积分数为57％～63％。

优选的是，所述纤维为玻璃纤维、石英纤维、高硅氧纤维中的一种，所述树脂为氰酸酯、环氧树脂或氨酚醛树脂中的一种。

优选的是，所述纤维的介电常数为3～7；所述树脂的介电常数2.6～3.2。

优选的是，所述透波复合材料半罩的介电常数3.3～3.6。

优选的是，所述纤维和树脂复合材料在单层0°方向的热胀系数为α₁，-1×10^-6/K＜α₁＜1×10^-6/K；在单层90°方向的热胀系数为α₂，15×10^-6/K＜α₂＜35×10^-6/K。

优选的是，所述壳体蒙皮、环筋、纵筋、前端法兰加强区和后端法兰加强区均由多组纤维和树脂复合材料铺设而成；