[發明專利]復合材料纏繞管、充氣芯模及復合材料纏繞管的加工方法

在審

• 申請號: 202110551294.7
• 申請日: 2021-05-19
• 公開（公告）號: CN113276439A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 馮鵬;李志遠;胡利
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B29C70/30
• 分類號: B29C70/30;B29C70/54;B29C33/40;B29C33/00;B29L23/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 王燕

1.一種復合材料纏繞管，其特征在于，包括：

第一結構層；

第二結構層，所述第二結構層連接在所述第一結構層外；

剪力鍵，所述剪力鍵包括配合部和固定部，所述配合部連接在所述第一結構層和所述第二結構層之間，所述固定部的一端連接所述配合部，所述固定部的另一端朝向遠離所述第二結構層的方向從所述第一結構層伸出。

2.根據權利要求1所述的復合材料纏繞管，其特征在于，所述配合部為片狀結構，所述片狀結構配合在所述第一結構層和所述第二結構層之間。

3.根據權利要求2所述的復合材料纏繞管，其特征在于，所述復合材料纏繞管為圓筒形管，所述配合部為帶曲率的薄片，所述配合部的相對兩側面分別貼合所述第一結構層和所述第二結構層。

4.根據權利要求3所述的復合材料纏繞管，其特征在于，所述固定部伸出所述第一結構層的長度小于所述復合材料纏繞管的半徑，所述固定部遠離所述配合部的一端形成錨固端。

5.根據權利要求1所述的復合材料纏繞管，其特征在于，所述固定部為棒狀或片狀。

6.根據權利要求1-5中任一項所述的復合材料纏繞管，其特征在于，所述剪力鍵包括多個，多個所述剪力鍵間隔布置在所述第一結構層上；至少部分所述剪力鍵的多個所述配合部沿所述第一結構層的長度方向間隔布置。

7.根據權利要求6所述的復合材料纏繞管，其特征在于，多個所述固定部在所述第一結構層上成矩陣形式排列；或多個所述固定部在所述第一結構層上錯位布置。

8.根據權利要求1-5中任一項所述的復合材料纏繞管，其特征在于，所述剪力鍵為鋼制剪力鍵、FRP剪力鍵或塑料剪力鍵中的至少一種。

9.根據權利要求1-5中任一項所述的復合材料纏繞管，其特征在于，所述第一結構層和所述第二結構層包括至少一種無機纖維纏繞層和/或至少一種有機纖維纏繞層。

10.根據權利要求9所述的復合材料纏繞管，其特征在于，還包括至少一層樹脂層，至少一層所述樹脂層連接在所述第二結構層上。

11.一種充氣芯模，其特征在于，所述充氣芯模可安裝在纏繞機上，包括：

氣囊，所述氣囊上設有可充放氣的氣門，所述氣囊內部形成充氣腔，所述氣囊的表面朝向所述充氣腔的方向凹入形成固定槽，所述固定槽中可定位根據權利要求1-10中任一項所述的復合材料纏繞管中的所述固定部。

12.一種復合材料纏繞管的加工方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、采用根據權利要求11所述的充氣芯模，將所述充氣芯模充氣，所述充氣芯模固定安裝在纏繞機上；

S2、采用濕法環向纏繞法將連續長纖維纏繞至所述充氣芯模上，形成未固化的所述第一結構層；

S3、在未固化的所述第一結構層的外周面上間隔放置多個所述剪力鍵，并使所述配合部位于未固化的所述第一結構層的外周面上，所述固定部的一端配合在所述固定槽中；

S4、采用濕法環向纏繞法將連續長纖維纏繞在所述配合部以及未固化的所述第一結構層的外周面上，形成未固化的所述第二結構層，并使得所述配合部位于未固化的所述第一結構層和所述第二結構層之間；

S5、將充氣芯模從所述纏繞機上取下；

S6、對未固化的所述第一結構層和所述第二結構層進行高溫固化；

S7、將所述充氣芯模排氣，所述充氣芯模脫離所述第一結構層和所述配合部，固化后的所述第一結構層、固化后的所述第二結構層和所述剪力鍵形成所述復合材料纏繞管。