[發(fā)明專利]全碳纖維單耳接頭、其成形工藝及成形模具

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710092549.1
• 申請日: 2017-02-21
• 公開（公告）號: CN106809371A
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊成;陳浩;李澤英;趙宏飛;姜明航
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇恒神股份有限公司
• 主分類號: B64C1/00
• 分類號: B64C1/00;B64C1/06;B29C70/44;B29C70/54
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司32243
• 代理人: 郭俊玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合材料領(lǐng)域，應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域應(yīng)用的全碳纖維單耳接頭、其成形工藝及成形模具。

背景技術(shù)

眾所周知，接頭是飛機(jī)上各部件連接的重要組成結(jié)構(gòu)，其安全性、可靠性和先進(jìn)性是決定飛機(jī)能夠正常工作的關(guān)鍵。目前，飛機(jī)上的接頭大多采用鋁合金和鈦合金制造，金屬接頭存在結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，加工困難，重量偏大，浪費(fèi)材料等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種重量輕、強(qiáng)度高、剛性好、耐疲勞、抗腐蝕的復(fù)合材料接頭結(jié)構(gòu)。通過科學(xué)設(shè)計，合理施工，充分發(fā)揮高模高強(qiáng)碳纖維比強(qiáng)度高、比模量大、耐疲勞、抗腐蝕的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)而得到性能優(yōu)越的接頭。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是： 全碳纖維單耳接頭，整體為單孔多肋結(jié)構(gòu)，包括本體，以及與作動桿連接的孔和與結(jié)構(gòu)件連接的連接部，本體采用高模高強(qiáng)碳纖維材料制成，在制造時其按照0°：±45°：90°鋪層，0°鋪層比例30%~50%，90°鋪層比例10%~30%。

進(jìn)一步地，本體的外側(cè)包裹有單向帶。

進(jìn)一步地，孔外邊緣與單向帶之間采用孔用連接織物連接。

進(jìn)一步地，連接部位置處也鋪設(shè)有接頭織物層。

進(jìn)一步地，本體的高模高強(qiáng)碳纖維材料按照0°：±45°：90°鋪層，鋪層比例為40:40:20。

進(jìn)一步地，單向帶的材料牌號為HF40A-12K/BH102-35%-145-1000，孔用連接織物和接頭織物層的材料牌號為HFW200TA-D6/BH102-38%-1000。

上述全碳纖維單耳接頭制備工藝，采用熱壓罐閉模成型，成型時在熱壓罐與模具間隙內(nèi)填充硅橡膠進(jìn)行內(nèi)部加壓。

制備上述全碳纖維單耳接頭的模具，包括底座和倒扣于底座上方的罐體，單耳接頭置于罐體內(nèi)，并且在罐體的內(nèi)壁與單耳接頭之間設(shè)有硅橡膠。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的全碳纖維單耳接頭，充分發(fā)揮高模高強(qiáng)碳纖維復(fù)合材料比強(qiáng)度高、比模量大、耐疲勞、抗腐蝕的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)而得到性能優(yōu)越的單耳接頭，能夠使連接接頭在原有金屬結(jié)構(gòu)件基礎(chǔ)上減重15%~25%，同時該發(fā)明還可以推廣應(yīng)用到其他類型的接頭上。

附圖說明

圖1為全碳纖維單耳接頭的鋪層結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的實(shí)施例的整體三維結(jié)構(gòu)圖；

圖3為圖1的實(shí)施例的制備模具結(jié)構(gòu)圖；

其中：1-本體，2-孔，3-連接部，4-單向帶，5-孔用連接織物，6-接頭織物層，7-底座，8-罐體，9-硅橡膠。

具體實(shí)施方式

為了加深對本發(fā)明的理解，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明，該實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不對本發(fā)明的保護(hù)范圍構(gòu)成限定。

如圖1和圖2所示，全碳纖維單耳接頭，整體為單孔多肋結(jié)構(gòu)，包括本體1，以及與作動桿連接的孔2和與結(jié)構(gòu)件連接的連接部3，本體1采用高模高強(qiáng)碳纖維材料制成，在制造時其按照0°：±45°：90°鋪層，0°鋪層比例30%~50%，90°鋪層比例10%~30%。

在上述實(shí)施例中，本體1的高模高強(qiáng)碳纖維材料按照0°：±45°：90°鋪層，鋪層比例為40:40:20。單向帶4的材料牌號為F40A-12K/BH102-35%-145-1000，孔用連接織物5和接頭織物層6的材料牌號為HFW200TA-D6/BH102-38%-1000。

在上述實(shí)施例中，本體1的外側(cè)包裹有單向帶3。孔2外邊緣與單向帶4之間采用孔用連接織物5連接。連接部3位置處也鋪設(shè)有接頭織物層6。這些結(jié)構(gòu)的設(shè)置均保證了單耳接頭具有較輕的質(zhì)量以及較高的強(qiáng)度。

上述全碳纖維單耳接頭制備工藝，采用熱壓罐閉模成型，成型時在熱壓罐與模具間隙內(nèi)填充硅橡膠進(jìn)行內(nèi)部加壓。

如圖3所示，制備上述全碳纖維單耳接頭的模具，包括底座7和倒扣于底座上方的罐體8，單耳接頭置于罐體8內(nèi)，并且在罐體8的內(nèi)壁與單耳接頭之間設(shè)有硅橡膠9。