[实用新型]一种水下航行器复合材料安装板

说明书

技术领域

本实用新型属于水下航行器结构部件技术领域，更具体地，涉及一种水下航行器复合材料安装板。

背景技术

随着各种新技术在水下航行器上的推广应用，对水下航行器结构重量控制提出了挑战，需要进一步减轻结构重量。

在水下航行器舱段，设置安装板结构，原设计材质为铝合金板或高强镁铝合金板，外形为圆形薄板，结构尺寸较小并开设了系列通孔、安装孔、 M3不锈钢螺纹件(10个)和M5钛合金螺纹件(18个)，其中每个M5螺纹件上需垂直安装一个结构件。

复合材料指由两种或两种以上材料的独立物理相通过物理或化学复合工艺组合或构造，形成的新型细观结构构形或新材料。常用的非金属基复合材料增强相包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、高强聚乙烯纤维等，基体包括环氧树脂、不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树脂等。以最常用的玻璃纤维、碳纤维和环氧树脂基体复合材料为例，玻璃纤维增强复合材料(GFRP)的密度是1.7-1.8g/cm³，拉伸模量是18-40GPa，拉伸强度是 500-1000MPa；碳纤维增强复合材料(CFRP)的密度是1.5-1.6g/cm³，拉伸模量是110-200GPa，拉伸强度是800-1500MPa。可以看出，复合材料结构密度普遍较低，是钢的20％左右，是铝合金的60％左右；复合材料的弹性模量接近金属材料，强度远高于钢、铝等材料。随着国内复合材料基础理论与制造工艺日益成熟，突破了刚度要求高、连接型式多样化、制造工艺规范化等关键技术，已具备了深入工程应用的基本条件。在水下航行器结构上，采用复合材料替代原金属材料安装板，并进行结构型式设计、强度校核和生产工艺设计，将在满足力学性能要求基础上，获得较好的减重效果。

专利CN 104827682公开了一种复合材料板的制造方法及其产品，该方法包括：先将预浸布裁切成所需大小；将裁切好的预浸布叠合在一起；将叠合好的预浸布放入模具中，合模后将蒸气循环通入模具内部的管路中对上模和下模进行加热达到第一温度值；之后进入第一等待时间；将蒸气循环通入管路中对上模和下模进行加热达到第二温度值；接着进入第二等待时间；将蒸气通入管路中对上模和下模进行加热达到第三温度值；同时开启气压阀的增压开关，通过滑块对半固化的预浸布进行施压；开启蒸气进入阀，使管路中的蒸气压力达到一目标值，进行保温；经过一段时间后开启冷却液体开关，对上模和下模进行降温。但专利CN 104827682采用膜压成型，该方法成型周期短，能耗低，尚不能直接应用于水下航行器复合材料安装板制造。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种水下航行器复合材料安装板，目的在于设计一种耐轴向和径向冲击载荷作用，轻质、高强型复合材料的水下航行器安装板。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种水下航行器复合材料安装板，该安装板包括：

预埋件，其为六边形边框、矩形边框或减轻型矩形边框型嵌套螺纹件；以及

复合材料板体，其四周开设有多个通孔，用于与周围结构紧固连接，所述复合材料板体中心开设有减轻孔，所述复合材料板体上开设有多个与所述嵌套螺纹件相适应的螺纹孔，用于与所述嵌套螺纹件配合连接。

进一步地，所述复合材料板体为层合板或夹芯板。

优选地，所述层合板的材料为碳纤维板、高强聚乙烯或碳纤维混杂板。

优选地，所述碳纤维板的厚度为4.5mm～6mm。

优选地，所述夹芯板为2mm碳纤维+2mm夹层+2mm碳纤维或2.5mm碳纤维+1mm夹层+2.5mm碳纤维形式。

进一步地，所述夹芯板包括表层和中间层。

优选地，所述表层为碳纤维铺层结构。

优选地，所述中间层为聚氯乙烯铺层结构。

优选地，所述表层的铺层为20。

优选地，所述中间层的铺层为4。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：本实用新型采用复合材料水下航行器安装板后，样品阶段减轻了结构重量达17％；相比金属材质板上钻孔嵌套钢丝螺套，复合材料板螺纹件接口采用嵌套式结构，整体性好、工艺稳定、强度更高；复合材料板具有不导电、耐腐蚀等优点。

附图说明

图1为现有技术中金属材质安装板结构型式；

图2为本实用新型实施例的一种水下航行器复合材料安装板示意图；

图3为本实用新型实施例的嵌套螺纹件六边形边框型式；