[发明专利]一种复合材料一体化框梁及制造方法

说明书

本发明属于飞行器结构设计技术领域，公开了一种复合材料一体化框梁及制造方法，一体化框梁整体为十字型结构，十字型结构的一个方向为X方向，另一个方向为Y方向；所述一体化框梁述包括：上十字铺层、中间十字型铺层、下十字铺层；其中，中间十字型铺层包含X方向截面为工型的铺层和Y方向截面为工型的铺层；X方向截面为工型的铺层包含两个C型截面的连续复材织物，Y方向截面为工型的铺层为不连续复材织物，且包含左半部分铺层和右半部分铺层；左半部分铺层、右半部分铺层均由两个C型截面的连续复材织物组成。在交汇区使用缝纫工艺。该一体化框梁能够实现一体化成型，且能避免分层、保证强度。

技术领域

本发明属于飞行器结构设计技术领域，具体涉及一种复合材料一体化框梁及制造方法。

背景技术

当前，飞行器的框和梁(垂直于航向的称为框，平行于航向的称为梁)都是分开制造，然后使用连接件拼接。这样做连接件重量代价大，且对于复材框梁来说，连接处安全隐患大。把框和梁做成一体，将会减轻重量、提高性能。

如果是金属框梁一体化成型，制造非常困难。而如果用现有的方法进行复材框梁一体化成型，不仅制造困难，而且还有分层风险，强度无法保证。但是，复合材料框梁一体化有着巨大吸引力，首先是复材框梁本身就能比金属框梁更轻；其次是省去了连接件的重量。

发明内容

本发明提供了一种复合材料一体化框梁及制造方法，能够实现一体化成型，且能避免分层、保证强度。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

技术方案一：

一种复合材料一体化框梁，一体化框梁整体为十字型结构，十字型结构的一个方向为X方向，另一个方向为Y方向；

所述一体化框梁述包括：上十字铺层、中间十字型铺层、下十字铺层；

其中，中间十字型铺层包含X方向截面为工型的铺层和Y方向截面为工型的铺层；X方向截面为工型的铺层包含两个C型截面的连续复材织物，Y方向截面为工型的铺层为不连续复材织物，且包含左半部分铺层和右半部分铺层；左半部分铺层、右半部分铺层均由两个C型截面的连续复材织物组成。在交汇区使用缝纫工艺。

(1)所述左半部分铺层和右半部分铺层的交汇处在Y方向和X方向分别进行缝合；且Y方向的缝合面积大于X方向的缝合面积。

(2)所述上十字铺层、所述中间十字型铺层、所述下十字铺层分别由多层复材织物堆叠而成。

(3)所述一体化框梁的截面为工字型结构，且工字型截面的中间一竖记为腹板，工字型截面的上下两横记为凸缘；

腹板上与凸缘接触的部分的厚度与凸缘厚度的厚度差不超过预设值。

(4)一体化框梁的十字型结构的交汇处设置有四个倒角。

技术方案二：

一种复合材料一体化框梁的制造方法，所述制造工艺用于制造技术方案一中所述的一体化框梁，所述制造方法包括：

S1，从一整块复材织物上切割出十字形铺层，多个十字形铺层堆叠成上十字铺层，多个十字形铺层堆叠成下十字铺层；

S2，多个C型截面的连续复材织物背靠背堆叠成X方向截面为工型的铺层；

S3，多个C型截面的连续复材织物背靠背堆叠成所述Y方向截面为工型的左半部分铺层，多个C型截面的连续复材织物背靠背堆叠成所述Y方向截面为工型的右半部分铺层；

S4，将所述Y方向截面为工型的左半部分铺层、所述Y方向截面为工型的右半部分铺层铺设在X方向截面为工型的铺层的两侧并对齐；在X方向截面为工型的铺层、所述Y方向截面为工型的左半部分铺层、所述Y方向截面为工型的右半部分铺层的交汇处的Y方向和X方向分别进行缝合，从而得到中间十字型铺层；