[發明專利]一種導流管支臂及其制備方法

在審

• 申請號: 202210051687.6
• 申請日: 2022-01-17
• 公開（公告）號: CN114347511A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 楊金水;劉鈞;邢素麗;尹昌平;鞠蘇;吳楠
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B29C70/54;B29C70/68;B29C70/70;B29L31/30
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 趙小龍

本發明公開了一種導流管支臂及其制備方法，導流管支臂包括中空且單面翼型導流結構的蒙皮，蒙皮內沿寬度方向間隔設有若干加強筋，以將蒙皮內劃分為若干填充腔；各填充腔內均填充有泡沫芯材，位于支臂前緣與后緣的兩個填充腔內設有補強結構。本發明應用于復合材料產品以及復合材料成型技術領域，其中，導流管支臂采用碳纖維與玻璃纖維混雜的成型方案，使得導流管支臂滿足表面性能和結構穩定性要求的前提下，具有更低的成本。同時，由于導流管支臂的設計模型對成型工藝也有較高要求，采用真空導入模塑成型工藝制備混雜纖維泡沫夾芯支臂樣件，具有生產效率高，制備成本低，成品表觀質量較好等優點，使得導流管支臂具有更高的工藝可行性。

技術領域

本發明涉及復合材料產品以及復合材料成型技術領域，具體是一種導流管支臂及其制備方法。

背景技術

氣墊船的空氣導流管由外部的導流管、內部的導流罩以及連接導流管與導流罩的支臂組成，用于排出由螺旋槳旋轉所吸入的空氣以便形成向后的推力，從而使氣墊船向前行駛。其中，支臂為大尺寸的單面翼型導流結構件和主承力件，對表面性能和結構穩定性都具有較高要求。因此，支臂的最優復合材料體系為全碳纖維復合材料和PVC泡沫芯子，但是全部采用碳纖維復合材料，雖然使得支臂的表面性能和結構穩定性滿足了要求，但是會出現成本過高、支臂重量過大的問題。

發明內容

針對上述現有技術中的不足，本發明提供一種導流管支臂及其制備方法，采用碳纖維與玻璃纖維混雜的方案成型導流管支臂，使得導流管支臂滿足表面性能和結構穩定性要求的前提下，具有更低的成本與更高的工藝可行性。

為實現上述目的，本發明提供一種導流管支臂，包括中空且單面翼型導流結構的蒙皮，所述蒙皮內沿寬度方向間隔設有若干加強筋，以將所述蒙皮內劃分為若干填充腔；

各所述填充腔內均填充有泡沫芯材，位于支臂前緣與后緣的兩個所述填充腔內設有補強結構。

作為上述技術方案的進一步改進，所述加強筋的數量為三個，其中一個所述加強筋位于支臂的中部，另外兩個所述加強筋分別位于靠近支臂前緣與后緣的位置。

作為上述技術方案的進一步改進，所述蒙皮與所述加強筋均由玻璃纖維制成。

作為上述技術方案的進一步改進，所述補強結構為設在對應所述填充腔內的補強層，所述補強層由碳纖維制成，所述補強層與對應加強筋共同包裹對應所述填充腔內的泡沫芯材。

作為上述技術方案的進一步改進，位于支臂中部的所述加強筋的兩端截面均為T形結構。

為實現上述目的，本發明還提供一種上述導流管支臂的制備方法，包括如下步驟：

步驟1，制備成型陰模以及對泡沫芯材預成型，其中，所述成型陰模上具有與蒙皮上翼型導流結構對應的成型面；

步驟2，纖維預成型體鋪放：根據蒙皮弧面部分的鋪層設計，將裁剪好的玻璃纖維布安裝設計順序與角度逐層鋪放，然后按加強筋的定位鋪放用于補強結構成型的碳纖維布以及位于支臂前緣與后緣的泡沫芯材，再鋪放加強筋部分的玻璃纖維布與剩余泡沫芯材，最后鋪放蒙皮的平面部分；

步驟3，密閉抽真空：在步驟2的纖維織物上依次鋪覆脫模布與導流網，并在導流網上鋪設導流管，最后對用真空袋膜和密封膠條將所有的纖維織物及工藝輔助材料全部進行密封，再試抽真空，檢驗氣密性；

步驟4，灌注樹脂以及固化處理：對步驟3中的真空體系進行真空灌注，并將灌注后的真空體系放入烘箱，加溫固化；

步驟5，脫模：當產品冷卻至室溫時，脫模即得到導流管支臂制品。

作為上述技術方案的進一步改進，步驟1中，所述制備成型陰模，具體為：

根據支臂樣件設計圖，制備與支臂樣件外表面尺寸一致的木質芯模，并用原子灰對木質芯模填平木塊空隙，同時對木質芯模表面進行打蠟處理；