[发明专利]带有中空环框的复合材料薄壁燃料箱成型方法及模具装置

说明书

本发明提供了一种带有中空环框的复合材料薄壁燃料箱成型方法及模具装置，涉及复合材料制造的技术领域，在刚性模具上设置中空环框并获取燃料箱芯模，所述中空环框设置在燃料箱本体的挂架连接位置处；将预浸料铺放在燃料箱芯模表面；通过柔性模具进行产品包封，经热压固化后去除柔性模具，获取燃料箱本体。通过在燃料箱芯模上设计中空环框来加强燃料箱的整体结构强度及挂架连接位置处的抗弯性能。本方法成型的薄壁燃料箱的中空环框与燃料箱本体一体成型，整体强度高，装配过程简单。本发明提供的薄壁燃料箱结构稳定、抗弯曲能力强，重量轻，相比传统的金属燃料箱和现有的蜂窝夹层式燃料箱具有更好的应用前景。

技术领域

本发明涉及航空飞行器轻量化技术领域，尤其是涉及一种带有中空环框的复合材料薄壁燃料箱成型方法及模具装置。

背景技术

燃料箱是航空飞行器的重要组成部分，随着航空对飞行器重量要求的提高，对飞行器燃料箱提出了更高的需求。

由于现有的燃料箱采用金属材料，造成其重量较大，因而本申请中提出了采用复合材料燃料箱来降低飞行器重量。目前国内外也有涉及复合材料燃料箱的研究，但是现有的复合材料燃料箱的箱壁采用的是蜂窝夹层结构，而本申请中首次提出了薄壁复合材料的燃料箱结构，并针对现有的复合材料燃料箱结构稳定性不足，特别是在燃料箱的挂架连接位置处抗弯能力不足的问题，对复合材料燃料箱的内部结构进行设计，首次提出了带有中空环框的复合材料薄壁燃料箱，在不影响其容积的前提下，提高了燃料箱的结构强度和可靠性，降低了结构重量和装配复杂程度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带有中空环框的复合材料薄壁燃料箱成型方法，以缓解了复合材料燃料箱挂架连接位置处的抗弯性不足的技术问题。

本发明提供的一种带有中空环框的复合材料薄壁燃料箱成型方法，包括如下步骤：

在刚性模具上设置中空环框并获取燃料箱芯模，所述中空环框设置在燃料箱本体的挂架连接位置处；

将预浸料铺放在燃料箱芯模表面；

通过柔性模具进行产品包封，经热压固化后去除柔性模具，获取燃料箱本体。

进一步的，所述将预浸料铺放在燃料箱芯模表面的步骤包括：

将预浸料铺放在燃料箱芯模表面，继续将预浸料变厚度铺放在挂架连接位置处。

进一步的，所述将预浸料铺放在燃料箱芯模表面的步骤包括：

采用0°、+45°、-45°的顺序在燃料箱芯模表面铺放预浸料并形成燃料箱第一本体。

进一步的，所述继续将预浸料变厚度铺放在挂架连接位置处的步骤包括：

沿燃料箱第一本体外周环绕方向缠绕铺设预浸料织物层，所述预浸料织物层包括至少两层，后缠绕铺设的预浸料织物层宽度小于先缠绕铺设的预浸料织物层。

进一步的，所述预浸料的基体材料为热固性树脂或热塑性树脂或陶瓷基或金属基；

所述预浸料的增强体材料为玻璃纤维或碳纤维或玄武岩纤维或芳纶纤维，所述增强体材料的纤维形式为短切纤维或连续纤维或纤维织物。

进一步的，所述刚性模具为金属模具或石膏模具或低温合金模具或水溶性树脂模具或蜡模；所述柔性模具为硅橡胶或真空气囊袋或风管。

进一步的，所述在刚性模具上设置中空环框的复合材料步骤包括：

在燃料箱本体的挂架连接位置处，所述刚性模具设置有环框成型槽，在环框成型槽内设置环框成型模具，在环框成型槽和环框成型模具上填充环框成型材料并获取燃料箱芯模。

进一步的，所述环框成型材料包括预浸碎料，所述预浸碎料为预浸料裁剪的尾料切碎后，采用与预浸料相同的浸润方法制备得到。