[发明专利]一种轻量化水下潜器复合材料夹层承载结构壳体及其一体化成型工艺

说明书

本发明涉及水下潜器技术领域，具体涉及一种轻量化水下潜器复合材料夹层承载结构壳体及一体化成型工艺；其中，轻量化水下潜器复合材料夹层承载结构壳体，包括：依次铺设的第一蒙皮和抗压浮力层、以及第二蒙皮，所述第一蒙皮包括第一表面耐老化层和第一表面短纤维层、以及第一表面结构层；所述抗压浮力层的上表面和下表面上设有槽道，且沿所述抗压浮力层的厚度方向上设有槽孔，所述槽道内所述槽孔填充有粘结树脂。该轻量化水下潜器复合材料夹层承载结构壳体重量轻、整体结构承载性能好；采用真空辅助树脂传递模塑工艺整体、一次成型，保证了各层间材料粘接的可靠性和厚度均与一致性。

技术领域

本发明涉及水下潜器技术领域，具体涉及一种轻量化水下潜器复合材料夹层承载结构壳体及一体化成型工艺。

背景技术

目前，随着深海资源的勘测和军事斗争的实际需要，对水下潜器的性能提出了更高的要求。水下潜器的承载结构壳体起到设备搭载、减阻导流和起吊承载的作用，对其轻量化指标的要求特别严苛，要求在满足承载结构壳体性能的情况下，尽可能的将重量降到最低。这就给产品的结构设计和成型工艺提出了更高的要求，在结构设计提出的结构厚度下，工艺需能将其实现。

产品结构设计为环氧树脂基碳纤维增强复合材料为蒙皮和环氧树脂基玻璃微珠浮力材料为芯层的夹层结构轻量化承载结构壳体，理论重量和结构性能均满足指标要求，然而在产品制造过程中，由于产品外形和结构复杂，往往需要蒙皮和芯层分多次成型，成型方式采用传统手糊成型工艺生产，该工艺制造的产品受工人手工涂胶不均匀的影响，使得蒙皮壁厚不均匀,手工且多次成型给成型后的产品带来了较大的质量问题，如蒙皮和芯层间粘接界面出现气泡、分层等，该类问题不仅影响产品的承载结构壳体性能，同时深海高水压下，气泡、分层内浸水对潜器的浮力也会受到较大影响，采用传统成型工艺制造的该结构类产品已不能满足性能指标和使用需求，这对于深海工作的潜器会带来较大的安全风险隐患，必须要解决这个技术瓶颈问题，才能将该轻量化结构设计得以在产品上实现应用。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的支架不能满足试验复杂多变的空气温度测点位置要求，通用性差，从而提供一种轻量化水下潜器复合材料夹层承载结构壳体及一体化成型工艺。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种轻量化水下潜器复合材料夹层承载结构壳体，包括：依次铺设的第一蒙皮和抗压浮力层、以及第二蒙皮，所述第一蒙皮包括第一表面耐老化层和第一表面短纤维层、以及第一表面结构层；所述第二蒙皮包括第二表面耐老化层和第二表面短纤维层、以及第二表面结构层，所述第一表面结构层和第二表面结构层靠近所述抗压浮力层；所述抗压浮力层的上表面和下表面上设有槽道，且沿所述抗压浮力层的厚度方向上设有槽孔，所述槽道内所述槽孔填充有粘结树脂。

进一步地，所述槽道包括横向槽体和纵向槽体，所述横向槽体和纵向槽体交叉设置。

进一步地，所述第一表面耐老化层和第一表面短纤维层、第二表面耐老化层、以及第二表面短纤维层的厚度为0.15-0.2mm。

进一步地，所述第一表面耐老化层和第二表面短纤维层由环氧树脂胶衣和2％(质量分数)气相二氧化硅组成。

进一步地，所述第一表面结构层和第二表面结构层为树脂基增强纤维增强复合材料层合板。

进一步地，所述树脂基增强纤维增强复合材料层合板包括多层碳纤维多轴向布，相邻的两层所述碳纤维多轴向布相互垂直设置。

进一步地，多层所述碳纤维多轴向布分别沿0°和90°错缝铺放。

进一步地，多层所述碳纤维多轴向布沿±45°错缝铺放。

进一步地，每层所述碳纤维斜纹布的厚度0.2～0.6mm。