[发明专利]一种复合材料合页式转轴接头及整体成型方法

说明书

本发明提出一种复合材料合页式转轴接头及整体成型方法，包括合页结构、内侧板和下底板，合页结构的侧面与内侧板粘接，合页结构的底面与下底板粘接，合页结构、内侧板和下底板外包覆蒙皮整体成型得到合页式转轴接头；所述的合页结构由耳片状的预浸料在厚度方向铺敷而成，在合页结构中部形成钩状结构，钩状结构穿轴后可以实现自由旋转，内侧板和下底板与转动结构连接，通过合页结构绕轴旋转带动结构转动。本发明采用全复合材料一体化成型，与金属合页连接方式相比，具有可消除电位腐蚀、连接结构稳定可靠、轻质高强、耐疲劳优异、可设计性强等特性。

技术领域

本发明涉及一种复合材料合页式转轴接头及整体成型方法，属于复合材料技术领域。

背景技术

为了实现飞行器结构之间的快速安装及开启，合页式连接形式应用越来越广泛。传统合页结构主要采用金属材料机械加工各个合页零部件，然后再进行二次装配。随着结构轻量化的迫切需求，采用复合材料替代金属材料已成为重要的发展趋势，而在复合材料结构的转动连接中采用金属合页，还需要按传统工艺进行二次装配和固定，金属和复合材料之间存在的电位腐蚀还可能影响长期存放使用功能。因此，需要针对复合材料结构件的转动连接，设计专用的、更加高效稳定的接头结构。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供了连接结构稳定可靠、轻质高强、耐疲劳优异、可设计性强的复合材料合页式转轴接头及整体成型方法。

本发明的技术解决方案：一种复合材料合页式转轴接头，包括合页结构、内侧板和下底板，合页结构的侧面与内侧板粘接，合页结构的底面与下底板粘接，合页结构、内侧板和下底板外包覆蒙皮整体成型得到合页式转轴接头；

所述的合页结构由耳片状的预浸料在厚度方向铺敷而成，在合页结构外侧形成钩状结构，钩状结构穿轴后可以实现自由旋转，内侧板和下底板与转动结构连接，通过合页结构绕轴旋转带动结构转动。

一种复合材料合页式转轴接头整体成型方法，包括合页结构、内侧板和下底板，整体成型通过以下步骤实现：

第一步，制备合页结构、内侧板和下底板所需预浸料；

第二步，按照合页结构、内侧板和下底板形状剪裁预浸料，所述的合页结构预浸料为耳片状，中部的钩状结构由半圆弧和底边弧形圆滑过渡而成；

内侧板、下底板及合页结构区的几何尺寸、材料截面形状、铺层方向可根据载荷条件以及结构刚度、强度要求确定。

根据合页结构的厚度尺寸要求将合页结构依据厚度方向分成若干子块，子块厚度约0.2～2mm,将预浸料按照一定铺层方向叠合至子块厚度，然后用自动裁布机按照合页结构区侧面形状将叠合的预浸料剪裁成若干子块。

第三步，铺层得到合页结构、内侧板和下底板的预制体，所述的合页结构预制体由耳片状的预浸料在厚度方向铺敷而成；

合页结构厚度要求将若干子块按照设计的铺层顺序铺叠，组成合页结构预制体；根据下底板及内侧板的厚度要求，用预浸料铺覆成预定厚度。

第四步，将合页结构预制体的侧面与内侧板预制体粘接，合页结构预制体的底面与下底板预制体粘接，得到合页式转轴接头预制体；

第五步，将合页式转轴接头预制体外侧整体包覆预浸料，采用热胀成型工艺固化，得到复合材料合页式转轴接头。

将包裹蒙皮的合页式转轴接头预制件装入模具中，合页结构区采用直接与金属模具接触，下底板及内侧板外设计15～30mm厚膨胀橡胶，整体外侧用金属模腔封闭；下底板及内侧板由于固化时不容易施加压力，采用橡胶软模进行加压。根据预浸料树脂的固化工艺对整体结构进行固化，利用橡胶的热膨胀力实现对内侧板、下底板及合页结构的加压；冷却后脱模，获得复合材料合页式转轴接头。