[發明專利]一種纖維增強復合材料飛行器艙段連接結構及其制備方法

有效

• 申請號: 201711014578.2
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN108032988B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 程小全;張騫;王松偉;郭鑫
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B64C1/06
• 分類號: B64C1/06;B29C70/34
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 趙文利

1.一種纖維增強復合材料飛行器艙段連接結構，其特征在于，包括兩個相同的復合材料盒型結構與一支高強金屬螺栓；兩個復合材料盒型結構之間通過高強金屬螺栓底對底上下對稱連接；

每個復合材料盒型結構包括：左側盒型構件、中間盒型構件、右側盒型構件以及一個L型構件；L型構件包括水平板和垂直板；且水平板的厚度為垂直板厚度的2倍；

左側盒型構件、中間盒型構件和右側盒型構件三個盒型構件依次均勻分布在L型構件上；

左側盒型構件和右側盒型構件為左右對稱結構，左側盒型構件包括水平板，垂直板以及右側擋板；右側盒型構件包括水平板，垂直板以及左側擋板；中間盒型構件包括水平板，垂直板以及左右兩側擋板；

左側盒型構件、中間盒型構件和右側盒型構件三個盒型構件的水平板寬度均與L型構件的水平板的寬度相同；三個盒型構件的垂直板高度上尺寸一致，均小于L型構件的垂直板高度；

中間盒型構件左側邊擋板與左側盒型構件的右側擋板相鄰固定，且中間盒型構件右側邊擋板與右側盒型構件的左側擋板相鄰固定；且四個側邊擋板完全相同，每個側邊擋板均垂直于L型構件水平板，且長度與L型構件水平板的寬度相同；

中間盒型構件的垂直板面中心線上，留有一個同時穿透L型構件的垂直板的方型開口，方型開口的具體尺寸根據實際飛行器的尺寸進行選擇，方型開口的四個角為倒角；

復合材料盒型結構成型后，在中間盒型構件的水平板中心線上開一個螺栓孔，螺栓孔位于復合材料盒型結構水平板中心線上。

2.如權利要求1所述的一種纖維增強復合材料飛行器艙段連接結構，其特征在于，所述的三個盒型構件與L型構件連接處呈過渡連接。

3.如權利要求1所述的一種纖維增強復合材料飛行器艙段連接結構，其特征在于，所述的倒角的半徑為3mm。

4.如權利要求1所述的一種纖維增強復合材料飛行器艙段連接結構，其特征在于，所述的螺栓孔的位置距復合材料盒型結構垂直板中心線的距離為水平板寬度的2/5。

5.制備如權利要求1所述的一種纖維增強復合材料飛行器艙段連接結構的方法，其特征在于，其制作過程采用樹脂傳遞模塑成型工藝，具體制作步驟如下：

步驟一、根據復合材料盒型結構分別制作公模和母模；

針對通過高強金屬螺栓底對底上下對稱連接的兩個復合材料盒型結構，通過公模和母模合模得到整個復合材料盒型結構；

步驟二、用干纖維將左側盒型構件、中間盒型構件和右側盒型構件以及L型構件折疊成型；

在L型構件的折疊過程中，水平板的纖維鋪設方式為交叉鋪設；

步驟三、在折疊成型的左側盒型構件、中間盒型構件、右側盒型構件和L型構件上涂上增韌增強樹脂；

步驟四、將預成型的左側盒型構件、中間盒型構件、右側盒型構件和L型構件按照圖紙進行粘接，放入制作成型的公模和母模模具中進行合模，然后通過注膠孔向模具中注膠，最后通過高溫高壓固化形成盒型結構；

步驟五、復合材料盒型結構制作完成后，在復合材料盒型結構的水平板上開一個螺栓孔；

步驟六、在連接使用時，在飛行器外側通過扳手用高強金屬螺栓將兩個制備完成的復合材料盒型結構對稱連接，以實現飛行器的連接。

6.如權利要求5所述的一種纖維增強復合材料飛行器艙段連接結構的制備方法，其特征在于，步驟一中，所述的公模的中間盒型構件和L型構件上的垂直板上留有方形凸起，充當型芯，支撐中間盒型構件垂直板上的方型開口；或者在公模的中間盒型構件和L型構件上不留有方形凸起，在復合材料盒型結構制作完成后，手動在中間盒型構件和L型構件上的垂直板上進行方型開口。