[发明专利]一种导流管支臂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种导流管支臂及其制备方法，导流管支臂包括中空且单面翼型导流结构的蒙皮，蒙皮内沿宽度方向间隔设有若干加强筋，以将蒙皮内划分为若干填充腔；各填充腔内均填充有泡沫芯材，位于支臂前缘与后缘的两个填充腔内设有补强结构。本发明应用于复合材料产品以及复合材料成型技术领域，其中，导流管支臂采用碳纤维与玻璃纤维混杂的成型方案，使得导流管支臂满足表面性能和结构稳定性要求的前提下，具有更低的成本。同时，由于导流管支臂的设计模型对成型工艺也有较高要求，采用真空导入模塑成型工艺制备混杂纤维泡沫夹芯支臂样件，具有生产效率高，制备成本低，成品表观质量较好等优点，使得导流管支臂具有更高的工艺可行性。

技术领域

本发明涉及复合材料产品以及复合材料成型技术领域，具体是一种导流管支臂及其制备方法。

背景技术

气垫船的空气导流管由外部的导流管、内部的导流罩以及连接导流管与导流罩的支臂组成，用于排出由螺旋桨旋转所吸入的空气以便形成向后的推力，从而使气垫船向前行驶。其中，支臂为大尺寸的单面翼型导流结构件和主承力件，对表面性能和结构稳定性都具有较高要求。因此，支臂的最优复合材料体系为全碳纤维复合材料和PVC泡沫芯子，但是全部采用碳纤维复合材料，虽然使得支臂的表面性能和结构稳定性满足了要求，但是会出现成本过高、支臂重量过大的问题。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种导流管支臂及其制备方法，采用碳纤维与玻璃纤维混杂的方案成型导流管支臂，使得导流管支臂满足表面性能和结构稳定性要求的前提下，具有更低的成本与更高的工艺可行性。

为实现上述目的，本发明提供一种导流管支臂，包括中空且单面翼型导流结构的蒙皮，所述蒙皮内沿宽度方向间隔设有若干加强筋，以将所述蒙皮内划分为若干填充腔；

各所述填充腔内均填充有泡沫芯材，位于支臂前缘与后缘的两个所述填充腔内设有补强结构。

作为上述技术方案的进一步改进，所述加强筋的数量为三个，其中一个所述加强筋位于支臂的中部，另外两个所述加强筋分别位于靠近支臂前缘与后缘的位置。

作为上述技术方案的进一步改进，所述蒙皮与所述加强筋均由玻璃纤维制成。

作为上述技术方案的进一步改进，所述补强结构为设在对应所述填充腔内的补强层，所述补强层由碳纤维制成，所述补强层与对应加强筋共同包裹对应所述填充腔内的泡沫芯材。

作为上述技术方案的进一步改进，位于支臂中部的所述加强筋的两端截面均为T形结构。

为实现上述目的，本发明还提供一种上述导流管支臂的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，制备成型阴模以及对泡沫芯材预成型，其中，所述成型阴模上具有与蒙皮上翼型导流结构对应的成型面；

步骤2，纤维预成型体铺放：根据蒙皮弧面部分的铺层设计，将裁剪好的玻璃纤维布安装设计顺序与角度逐层铺放，然后按加强筋的定位铺放用于补强结构成型的碳纤维布以及位于支臂前缘与后缘的泡沫芯材，再铺放加强筋部分的玻璃纤维布与剩余泡沫芯材，最后铺放蒙皮的平面部分；

步骤3，密闭抽真空：在步骤2的纤维织物上依次铺覆脱模布与导流网，并在导流网上铺设导流管，最后对用真空袋膜和密封胶条将所有的纤维织物及工艺辅助材料全部进行密封，再试抽真空，检验气密性；

步骤4，灌注树脂以及固化处理：对步骤3中的真空体系进行真空灌注，并将灌注后的真空体系放入烘箱，加温固化；

步骤5，脱模：当产品冷却至室温时，脱模即得到导流管支臂制品。

作为上述技术方案的进一步改进，步骤1中，所述制备成型阴模，具体为：

根据支臂样件设计图，制备与支臂样件外表面尺寸一致的木质芯模，并用原子灰对木质芯模填平木块空隙，同时对木质芯模表面进行打蜡处理；