[发明专利]一种复合材料连接结构及其制作方法

摘要

本发明提供了一种复合材料连接结构，包括第一主件和第二主件，所述第一主件由管件和设置于管件外侧的第一连接部一体成型而成，所述第二主件由板件和设置于板件外侧的第二连接部一体成型而成，所述第一连接部和第二连接部通过铰接件连接，所述第一主件、第二主件和铰接件均为复合材料材质。本发明还提供了一种制作该复合材料连接结构的方法，包括以下步骤：一、制作第一主件；二、制作第二主件；三，铰接，得到复合材料连接结构。本发明复合材料连接结构与传统连接结构相比，具有管件、板件分别一体成型，轻质，高强度，高模量等技术优势，具有广泛的应用前景。

主权项

1.一种复合材料连接结构，包括第一主件(1)和第二主件(2)，所述第一主件(1)由管件(1‑1)和设置于管件(1‑1)外侧的第一连接部(1‑2)一体成型而成，所述第二主件(2)由板件(2‑1)和设置于板件(2‑1)外侧的第二连接部(2‑2)一体成型而成，所述第一连接部(1‑1)和第二连接部(1‑2)通过铰接件(3)连接，所述第一主件(1)、第二主件(2)和铰接件(3)均为复合材料材质，其特征在于，该连接结构的制作方法包括以下步骤：步骤一、根据设计要求制作第一主件成型模具，所述第一主件成型模具包括第一下模(5‑1)、第一上模(5‑2)、第一芯模A(5‑3)和第一芯模B(5‑4)，所述第一下模(5‑1)、第一上模(5‑2)、第一芯模A(5‑3)和第一芯模B(5‑4)装配后内部形成一个结构和尺寸均与第一主件(1)适配的第一成型腔室(5‑5)，然后利用第一主件成型模具制作第一主件(1)，具体制作方法为：步骤101、采用三层碳纤维单向预浸料逐层铺设，复合成一个基础单元，然后将多个基础单元叠加铺设，得到第一复合片材，之后将第一芯模A(5‑3)置于第一复合片材顶部的中心位置处，接着利用第一复合片材对第一芯模A(5‑3)进行包覆，得到形状为圆柱形的第一包覆体；步骤102、采用三层碳纤维单向预浸料逐层铺设，复合成一个基础单元，然后将多个基础单元叠加铺设，得到第二复合片材，然后将第一芯模B(5‑4)置于第二复合片材的一端作为起始卷绕端，之后将步骤101中所述第一包覆体置于第二复合片材的终止卷绕端的外侧，接着利用第二复合片材对第一芯模B(5‑4)进行卷绕，卷绕方向与第一包覆体的轴线方向垂直，得到第二包覆体；步骤103、将步骤102中所述第二包覆体置于第一下模(5‑1)中，扣合上第一上模(5‑2)后，置于热压机中加热固化，脱模后得到第一主件(1)；步骤二、根据设计要求制作第二主件成型模具，所述第二主件成型模具包括第二下模(6‑1)、第二上模(6‑2)和第二芯模(6‑3)，所述第二下模(6‑1)、第二上模(6‑2)和第二芯模(6‑3)装配后内部形成一个结构和尺寸均与第二主件(2)适配的第二成型腔室(6‑4)，然后利用第二主件成型模具制作第二主件(2)，具体制作方法为：步骤201、采用三层碳纤维单向预浸料逐层铺设，复合成一个基础单元，然后将该基础单元以90度纤维方向为主方向铺设在第二下模(6‑1)中；步骤202、采用三层碳纤维单向预浸料逐层铺设，复合成一个基础单元，然后将多个基础单元以0度纤维方向为主方向铺设在第二下模(6‑1)中，得到第三复合片材；所述第三复合片材的长度为第二成型腔室(6‑4)长度的2倍以上；步骤203、将第二芯模(6‑3)置于步骤202中所述第三复合片材顶部的中心位置处，然后将第三复合片材折回以包裹第二芯模(6‑3)，得到第三包裹体；步骤204、将第二上模(6‑2)扣合在第二下模(6‑1)上，然后置于热压机中加压固化，脱模后进行机械加工，得到第二主件(2)；步骤三、利用铰接件(3)将第一主件(1)和第二主件(2)铰接，得到复合材料连接结构。