[發(fā)明專利]一種復合材料輕質(zhì)起落架機輪結(jié)構(gòu)及其成型方式

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111006857.0
• 申請日: 2021-08-30
• 公開（公告）號: CN113733596B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發(fā)明（設計）人: 馬東立;余亞鋆;李新軍;張良;楊小鵬;姚遠;楊穆清
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B64C25/36;B29L31/30
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實專利事務所 11121
• 代理人: 周長琪

1.一種復合材料輕質(zhì)起落架機輪結(jié)構(gòu)成型方法，其特征在于：

首先，成型左輪轂，并用相同方法成型右輪轂，成型方法為：

A、輪轂結(jié)構(gòu)設計

輪轂結(jié)構(gòu)為具有左、中、右三層結(jié)構(gòu)；左側(cè)與右側(cè)為碳纖維布，中層為泡沫夾層；泡沫夾層設計為舵盤型結(jié)構(gòu)；同時設計在輪轂中心位置具有同軸的金屬管；

B、輪轂成型方法設計

輪轂的成型方法以整個輪轂縱截面分割的左側(cè)半輪轂結(jié)構(gòu)與右側(cè)半輪轂結(jié)構(gòu)單獨成型后，成型整個輪轂結(jié)構(gòu)；其中，左側(cè)半輪轂結(jié)構(gòu)包括泡沫夾層左半部與左側(cè)碳纖維布；右側(cè)半輪轂結(jié)構(gòu)包括泡沫夾層右半部與右側(cè)碳纖維布；

C、輪轂成型所需模具設計

設計模具包括用于兩側(cè)輪轂成型的下模具與上模具；上模具與下模具上表面均具有與泡沫夾層結(jié)構(gòu)尺寸相同的陰模部分，且陰模部分的中心孔內(nèi)徑設計為與金屬管外徑尺寸匹配；

D、步驟B中設計的左側(cè)半輪轂與右側(cè)半輪轂成型方法設計，具體為：

左半側(cè)輪轂成型設計：

a、在下模具的上表面鋪設所多張涂覆樹脂的碳纖維布，使達到需求厚度；

b、將泡沫夾層左半部外側(cè)面嵌入安裝于下模具的陰模部分內(nèi)，壓緊碳纖維布；

c、將金屬管插入中心孔內(nèi)，與中心孔內(nèi)壁碳纖維布成緊配合；

右側(cè)半輪轂的成形設計與左半側(cè)輪轂成型近似，將泡沫夾層右半部將右側(cè)碳纖維布壓緊于上模具內(nèi)即可；由于左右兩側(cè)半輪轂共使用一個金屬管，因此右側(cè)半輪轂的成形過程中不具備步驟c中金屬管的安裝過程；

然后，在左側(cè)半輪轂和右側(cè)半輪轂均成型后，進行合模、模壓固化過程，具體過程為：

E、合模、模壓固化過程實現(xiàn)整體輪轂成型；

首先，上模具與下模具上的中間夾層形狀對稱，完成合模；隨后下模具與上模具加壓力與加熱，等待完成模壓固化；

F、輪胎支撐環(huán)與輪胎間的成型設計；

首先設計輪胎為泡沫輪胎，輪胎內(nèi)環(huán)表面鋪設碳纖維布，形成內(nèi)支撐環(huán)；

隨后，將內(nèi)支撐環(huán)兩側(cè)周向邊緣向外側(cè)翻邊至泡沫輪胎內(nèi)環(huán)側(cè)部；并在內(nèi)環(huán)側(cè)部沿周向增鋪適量碳纖維絲，使內(nèi)環(huán)側(cè)部沿徑向碳纖維布厚度均勻；

最后，使用真空袋固化成形；

最后，將制成的左輪轂、右輪轂與輪胎固化成型，形成單個復合材料機輪，具體方式為：

G、左輪轂、右輪轂與輪轂間的安裝方式設計；

將左輪轂與右輪轂分別置于輪胎支撐環(huán)兩側(cè)，使輪轂外圍的碳纖維布與輪胎支撐環(huán)周向接觸，接觸位置涂覆樹脂膠粘劑，并施加壓力以增強膠粘效果，直至完全固化。

2.如權(quán)利要求1所述一種復合材料輕質(zhì)起落架機輪結(jié)構(gòu)成型方法，其特征在于：碳纖維布為薄壁結(jié)構(gòu)，采用碳纖維編織布-樹脂復合材料；泡沫夾層為PMI材料支撐；輪胎采用硬度80以上的EVA泡沫發(fā)泡成型輪胎。

3.如權(quán)利要求1所述一種復合材料輕質(zhì)起落架機輪結(jié)構(gòu)成型方法，其特征在于：每層碳纖維布中心位置處進行徑向切割，切割處翻邊至下模具中心孔內(nèi)側(cè)；且每層碳纖維布的中心以不同的角度切割并翻邊，使中心孔內(nèi)側(cè)處被均勻覆蓋材料。

4.如權(quán)利要求1所述一種復合材料輕質(zhì)起落架機輪結(jié)構(gòu)成型方法，其特征在于：設計有合模過程中的校準方法，實現(xiàn)左右兩半輪轂間的同軸校準；具體如下：

首先設計下模具陰模部分下方具有圓形底盤；

其次，設計同軸校準模具；同軸校準模具底面具有與下模具的圓盤底座配合插接的圓形凹槽，凹槽底面中心位置設計有與凹槽底面垂直的校準軸，校準軸外徑尺寸與金屬管內(nèi)徑尺寸匹配；

最后，校準方法設計為：將下模具通過金屬管套于校準軸上，且插入于凹槽內(nèi)，若金屬管與輪轂軸線不完全重合，在插入時會被校準軸掰正；同時將上模具通過中心孔套于校準軸上，通過校準軸可保證金屬管與輪轂間的同軸度。

5.如權(quán)利要求1所述一種復合材料輕質(zhì)起落架機輪結(jié)構(gòu)成型方法，其特征在于：下模具的陰模部分周向外壁形狀與內(nèi)環(huán)側(cè)部周向匹配；在輪胎支撐環(huán)固化過程中，通過在內(nèi)支撐環(huán)兩側(cè)各設置一個下模具，使下模具的陰模部分周向外壁與內(nèi)環(huán)側(cè)部周向貼合壓緊；隨后將兩個下模具的陰模部分分別與兩側(cè)輪轂配合安裝，通過兩側(cè)的下模具將外圍的輪胎支撐環(huán)連接部分與輪胎支撐環(huán)周向夾緊；同時，在輪轂與支撐環(huán)固化過程中，將兩個下模具的陰模部分分別與兩側(cè)輪轂配合安裝，通過兩側(cè)的下模具將外圍的輪胎支撐環(huán)連接部分與輪胎支撐環(huán)周向夾緊。