[发明专利]复合材料舱段、成型模具及复合材料梁的制备方法

权利要求书

1.一种复合材料舱段成型模具，其特征在于，包括上内筒(1)、下内筒(2)、上压板(3)、下压板(4)、上内分瓣(5)、下内分瓣(6)以及外分瓣(7)；所述上内筒(1)与所述下内筒(2)相对应固定，在所述上内筒(1)的外部固定连接所述上内分瓣(5)，在所述下内筒(2)的外部固定连接所述下内分瓣(6)，所述上内分瓣(5)与所述下内分瓣(6)之间留有用于铺放复合材料舱段的T型环框(12)的T型凹槽，在所述上内分瓣(5)与所述下内分瓣(6)的外侧固定所述外分瓣(7)，所述上内分瓣(5)和所述下内分瓣(6)与所述外分瓣(7)之间留有用于成型复合材料舱段的空隙，所述上压板(3)固定在所述上内筒(1)的端面上并在所述外分瓣(7)的内侧。

2.如权利要求1所述的复合材料舱段成型模具，其特征在于，所述上内筒(1)、下内筒(2)的分割面在所述复合材料舱段成型模具的中性面上。

3.如权利要求1所述的复合材料舱段成型模具，其特征在于，所述上内分瓣(5)与所述下内分瓣(6)沿环向方向分为4～6瓣；所述外分瓣(7)沿径向方向分为3～4块。

4.如权利要求1所述的复合材料舱段成型模具，其特征在于，所述上内筒(1)与所述下内筒(2)的材料为铸钢，所述上压板(3)、所述下压板(4)、所述上内分瓣(5)、所述下内分瓣(6)以及所述外分瓣(7)的材料为Q235或45号钢。

5.一种利用权利要求1所述的复合材料舱段成型模具制作的复合材料舱段，其特征在于，包括T型环框(12)、蒙皮(8)、加强区(9)以及端框(10)，所述蒙皮(8)在所述复合材料舱段的外侧，在所述复合材料舱段的上、下两端面固定连接所述端框(10)，所述T型环框(12)在所述复合材料舱段的内部，所述T型环框(12)包括T型环框翼板(12-1)和T型环框腹板(12-2)，所述T型环框翼板(12-1)平行固定在所述蒙皮(8)上，所述T型环框腹板(12-2)垂直固定在所述T型环框翼板(12-1)上。

6.一种利用如权利要求5所述的复合材料舱段实现的复合材料梁的一体成型制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、制备复合材料预浸料，控制所述复合材料预浸料的纤维体积含量在54％～60％之间；

S2、将所述上内筒(1)与所述上内分瓣(5)组装，将所述下内筒(2)与所述下内分瓣(6)组装，分为上、下两部分；

S3、将所述复合材料预浸料按照上、下两部分，分别铺放在所述T型凹槽(11)的上、下端面上位置；

S4、将铺放后的所述T型环框(12)预压实，将上、下两部分采用螺钉组装；

S5、合模后，整体采用真空袋抽取真空并使用热压罐预压，设置热压罐压力值为0.2MPa，温度为60℃；

S6、预压后，使用所述复合材料预浸料铺放在所述蒙皮(8)、所述加强区(9)以及在所述上压板(3)与所述上内分瓣(5)之间、所述下压板(4)与所述下内分瓣(6)之间的端框(10)；

S7、铺放后，进行冷合模，将所述上压板(3)与所述上内筒(1)连接并加压，将所述下压板(4)与所述下内筒(2)连接并加压，将所述外分瓣(7)与所述上压板(3)、下压板(4)连接并加压；

S8、冷合模后，整体进行预热，再进行热合模；

S9、热合模后，放入固化炉加热进行一体成型共固化，设置固化制度为150℃/2h，190℃/2h；

S10、脱膜，得到所述复合材料舱段。

7.如权利要求6所述的复合材料梁的一体成型制备方法，其特征在于，在步骤S2中，首次铺放前，先将所述复合材料舱段成型模具预热60℃，在首层铺放后，抽真空压实，后续每铺放2-4层所述复合材料预浸料后，抽真空压实。

8.如权利要求7所述的复合材料梁的一体成型制备方法，其特征在于，所述复合材料预浸料的增强体为T700级和/或T800级碳纤维，所述复合材料预浸料的基体材料为氰酸脂树脂或双马树脂或环氧树脂。