[发明专利]基于复合材料的折叠式可展开结构的制备方法和性能表征

摘要

本发明公开了属于复合材料结构的制备技术领域的一种基于复合材料的折叠式可展开结构的制备方法和性能表征。首先制备复合材料结构试件，通过对复合材料的折叠式可展开结构性能表征参数：横截面半径R，对应圆心角θ，以及折叠后形成的折叠半径r的测量和理论模型的研究，给出了一个简明的预测双稳态结构形状的公式。本发明通过具体实验，建立理论模型，验证了具有双稳态性质的复合材料结构必须满足反对称铺层方式，对称铺层的复合材料结构在弯曲中会伴随着扭转产生而不具有双稳态性质。

主权项

1. 一种基于复合材料的折叠式可展开结构的制备方法，其特征在于，所述复合材料结构试件的制备，1)原材料的选取选用单层厚度为0.3mm的碳纤维预浸布；2)模具的设计模具采用45钢为原材料，采用对模结构，分为凸模和凹模，其中凹模又采用拼装模的结构，模具的工作面的表面粗糙度要求为0.8，以实现复合材料试件的顺利脱模；3)脱模剂的配制选用聚乙烯醇、无水乙醇和蒸馏水为原材料，配制方法：将5份的聚乙烯醇用45份的蒸馏水浸泡24小时，然后将该混合物从室温缓慢地加热到80°C，加热时间2个小时，边加热边用玻璃棒搅拌，使其均匀受热，保温，直到其完全溶解；待其冷却至室温后，再用滴管缓慢滴加50份的无水乙醇，边加边搅拌，以防止结块，完全加入后过滤，装瓶即可使用；4)固化成型先将模具用无水乙醇进行表面清洁，然后均匀地涂刷脱模剂，待脱模剂彻底干燥成膜后，再将裁剪好的碳纤维预浸布按照±45°方向双层铺设于模具后合模，最后将模具放入加热装置中加热，当温度达到80℃时取出模具重新拧紧螺栓，然后保持恒温120℃固化两个小时，炉冷至室温脱模；5)脱模和后处理固化过程结束后，从模具中脱模取出复合材料结构试件，再对复合材料结构试件进行表面和边角修整，即得到碳纤维的复合材料结构试件。