[发明专利]一种碳纤维复合材料U型架、U型架成型模具及成型方法

说明书

一种碳纤维复合材料U型架、U型架成型模具及成型方法，它涉及碳纤维复合材料成型技术领域。本发明解决了现有的用于与飞机配套的U型架由金属材料制造而成，存在无法满足我国飞机升级换代工程中对航天的高性能、轻量化的要求的问题。本发明的U型架主体为U型结构，U型架主体由碳纤维复合材料制造而成，U型架主体包括水平段、过渡段和两个竖直段，水平段水平设置，两个竖直段竖直对称设置在水平段上端面的左右两侧，过渡段位于两个竖直段之间的水平段上方；水平段的法兰水平设置，法兰内孔安装第三金属件，第一金属件安装在左侧竖直段的第一圆形通孔中，第二金属件安装在右侧竖直段的第二圆形通孔中。本发明用于碳纤维复合材料U型架的成型。

技术领域

本发明涉及碳纤维复合材料成型技术领域，具体涉及一种碳纤维复合材料U型架、U型架成型模具及成型方法。

背景技术

复合材料是高性能制品的物质基础，是先进设计理念和技术得以实现的重要保证。高性能复合材料由于其轻质高强的结构优点，已成功用于多个国家重点领域中，此前国内还没有过飞机U型架类U型架主体1采用复合材料成型的先例。航天的高性能、轻量化的要求是我国飞机升级换代的重要工程，创新难点多、技术跨度大，复杂程度高，代表了我国飞机制造的最高水平。现有用于与飞机配套的U型架由金属材料制造而成，无法满足我国飞机升级换代工程中对航天的高性能、轻量化的要求。除此之外，由于U型架形状复杂，铺层设计时需要考虑到铺放工艺成型时既要保证纤维连续，又要保证铺层角度基准合理、容易实施。导致复合材料U型架的成型工艺难度极大。

综上所述，现有的用于与飞机配套的U型架由金属材料制造而成，存在无法满足我国飞机升级换代工程中对航天的高性能、轻量化的要求的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的用于与飞机配套的U型架由金属材料制造而成，存在无法满足我国飞机升级换代工程中对航天的高性能、轻量化的要求的问题，进而提供一种碳纤维复合材料U型架、U型架成型模具及成型方法。

本发明的技术方案是：

一种碳纤维复合材料U型架，所述碳纤维复合材料U型架包括U型架主体1、第一金属件2、第二金属件3、第三金属件4、第四金属件5和第五金属件6，U型架主体1为U型结构，U型架主体1由碳纤维复合材料制造而成，U型架主体1包括水平段11、过渡段12和两个竖直段13，水平段11水平设置，两个竖直段13竖直对称设置在水平段11上端面的左右两侧，过渡段12位于两个竖直段13之间的水平段11上方；水平段11包括法兰111和若干连接件，法兰111水平设置，第三金属件4通过若干连接件安装在法兰111上，且法兰111的内孔与第三金属件4同轴设置；每个竖直段13包括第一内直面板131和第一外弧面板132，第一内直面板131竖直设置在法兰111上端面上，第一外弧面板132设置在第一内直面板131外侧，第一外弧面板132两端分别与第一内直面板131两端连接，第三外弧面板124的两端分别与两侧的第一外弧面板132端部固接；位于左侧的竖直段13中的第一内直面板131上由上至下依次开设第一圆形通孔1311和第三圆形通孔1313，第一金属件2和第五金属件6分别同轴安装在第一圆形通孔1311和第三圆形通孔1313上；位于右侧的竖直段13中的第一内直面板131上由上至下依次开设第二圆形通孔1312和第四圆形通孔1314上，第二金属件3和第四金属件5分别同轴安装在第二圆形通孔1312和第四圆形通孔1314上；过渡段12包括第二内直面板121、第二外弧面板122、第三内直面板123、第三外弧面板124和顶板125；第二内直面板121和第二外弧面板122由内至外依次设置在法兰111上端面前侧，第二内直面板121两端分别与两侧的第一内直面板131垂直固接，第二外弧面板122的两端分别与两侧的第一外弧面板132端部固接；第三内直面板123和第三外弧面板124由内至外依次设置在法兰111上端面后侧，第三内直面板123两端分别与两侧的第一内直面板131垂直固接，第三外弧面板124的两端分别与两侧的第一外弧面板132端部固接；顶板125上端面中部为内凹弧面，顶板125的左右两端分别与两侧的第一内直面板131连接，顶板125的前端与第二外弧面板122上端连接，顶板125的后端与第三外弧面板124上端连接。