[发明专利]一种碳纤维微波反射面的耦合监测系统及成型控制方法

说明书

本发明提供了一种碳纤维微波反射面的耦合监测系统及成型控制方法，将传感器引线连接于微波反射面上监测点，传感器引线穿过热压罐连接于微波反射面，光纤光栅传感解调仪将光纤光栅传感器信号转化为数字传输至数据采集处理器进行采集处理；通过微波反射面成型过程工艺参数的变化，采集反射面耦合形变数据，分析出保证反射面成型型面精度要求的工艺控制参数。本发明实现了微波反射面的碳纤维结构型面成型的形变监测，优化了型面成型控制参数，使反射面成型的型面精度和质量得到有效保障，实现反射面的型面精度均方根精度达到0.04mm，满足Ku频段以下微波的反射使用，可全程监测，解决了结构不均衡带来的集中应力对反射面型面精度的影响。

技术领域

本发明涉及微波探测、无线电通信、电子干扰等领域，尤其是一种碳纤维复合材料高型面精度微波反射面研制过程中，通过对成型过程的监测、分析，获得成型高精度型面的控制方法，本发明特别适用于碳纤维平纹织物成型的不可展高精度复杂型面的精度控制，推广可用于轻质、高精度、耐蚀使用环境下的微波反射面的设计及成型制造。

背景技术

随着复合材料的广泛应用，尤其是碳纤维复合材料反射面在微波天线上应用的不断发展，反射面积支撑体的形状越来越复杂，反射面型面精度要求越来越高，再加上碳纤维复合材料微波反射面由于材料密度小、模量高，可实现结构功能一体化设计制造，在现代微波设备轻量化，耐腐蚀的要求下，得到更快的推广应用。但复合材料反射面在成型时，成形过程复杂，应力耦合变形复杂，目前还没有办法实现全程的应力应变监控，故成型过程变化难以掌握，往往型面精度难以控制，成形质量难以保证。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种碳纤维微波反射面的耦合监测系统及成型控制方法。本发明的目的在于解决碳纤维复合材料反射面型面精度成型控制难的问题，提供一种监测方便、数据有效，可得到实施高型面精度控制的方法，适用于碳纤维复合材料反射面热压罐固化成型时型面精度的控制，从而实现碳纤维复合材料微波反射面的制造。通过该种成型监测手段，结合过程形变数据分析，可以很好地优化反射面成型控制参数，保证反射面成型精度和质量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种碳纤维微波反射面，如图2所示，包含金属化反射层和支撑体，为薄壁旋转抛物面结构，金属化反射层为抛物面凹面的内层，一种碳纤维微波反射面为喷涂铝；支撑体由碳纤维内蒙皮、外蒙皮、铝蜂窝、翻边法兰、安装定位支座通过结构载体胶膜(J-95)粘结而成；内蒙皮和外蒙皮位于铝蜂窝的内外表面，内蒙皮和外蒙皮和铝蜂窝形成抛物面凹面，抛物面的外沿为翻边法兰，安装定位支座位于抛物面外表面出，安装定位支座所处位置到抛物面底的高度为抛物面总高度的三分之一；内蒙皮和外蒙皮均由四层碳纤维预浸料铺成，翻边法兰采用发泡胶填充抛物面外沿处的铝蜂窝，安装连接支座为一个中心为钛的金属嵌件，金属嵌件埋入铝蜂窝，并在嵌件和铝蜂窝交接周围采用短纤维增强团状模塑料进行填充，短纤维增强团状模塑料为30毫米长无碱玻璃纤维，且环氧树脂占重量比为80％，玻璃纤维占重量比为20％。