[发明专利]一种航空航天复合材料格栅结构铺层方法

说明书

本发明公开了航空航天复合材料格栅连续避空铺层结构，以铺设三层的2×2格栅为例，在第一层中，在四根筋条所形成的四个交叉口处依次进行截断，在第二层中，同样在四个交叉口处依次进行截断，随后将三层格栅重合，使得在整体结构中，位于同一位置的筋条每隔一层会在同一交叉处被截断，构成避空结构；本方案有效改善了传统铺层方式在交叉点处厚度累积的问题，避免了纤维堆积状况的产生，有效降低了失效概率。

技术领域

本发明涉及复合材料的航空航天应用，具体涉及一种航空航天复合材料格栅结构铺层方法。

背景技术

复合材料格栅结构不仅继承了复合材料结构比强度高、比刚度大、以及结构可设计性好等优点，还具有自身固有的环境鲁棒性、成本低、有效性高等优点，受到航空航天界的高度重视。

格栅结构的制造方法有多种，其中包括了，使用连续纤维交叉铺层制造而成。如图1所示，该方法存在一个较大的缺点就是，在格栅的交叉点处存在多方向的纤维堆积，使得在该点处的高度往往要两倍甚至两倍以上于非交叉处筋条，如果强行将其高度压缩至相同的高度，将会导致交叉点处的纤维含量过高，使得因树脂过少而产生纤维浸润差，成为结构的薄弱点而发生失效。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种既满足使用性能需求、又不会在交叉点处发生纤维堆积状况的航空航天复合材料格栅结构铺层方法。

技术方案：本发明的航空航天复合材料格栅连续避空铺层结构，铺设三层的2×2格栅，在第一层中，将第一横向筋条在与第一纵向筋条的交叉处截断，第二横向筋条在与第二纵向筋条的交叉处截断，第二纵向筋条在与第一横向筋条的交叉处截断，第一纵向筋条在与第二横向筋条的交叉处截断，每个截断处纵横相互拼接；

在第二层中，将第一横向筋条在与第二纵向筋条的交叉处截断，将第二横向筋条在与第一纵向筋条的交叉处截断，将第二纵向筋条在与第二横向筋条的交叉处截断，第二横向筋条在与第一纵向筋条的交叉处截断，每个截断处纵横相互拼接；

第三层的格栅与第一层同样，随后将三层格栅重合，使得在该格栅中，位于同一位置的筋条每隔一层会在同一交叉处被截断，构成避空结构。

通过上述技术方案，使得多层的格栅铺层不会在交叉点处形成厚度累积，进而导致纤维堆积的情况发生。

优选的，拼接间隙≤1.5mm，这样可以保证格栅结构的强度。

优选的，将3×3的格栅看做4个2×2的格栅组合而成，以此类推。

优选的，每个筋条铺层在同一方向铺层n层后在同一交叉口处进行避空结构截断。

优选的，每个筋条铺层在同一方向铺层n层后在同一交叉口处进行避空结构截断，1＜n＜5。

有益效果：本发明与现有技术相比，所具有的显著优点有：本方案中所采用的格栅结构避空设计，可以使得在两层格栅的重合交点处通过切割来避免厚度累积，改善了现有的格栅结构，避免了纤维堆积状况的发生，有效降低了失效概率。

附图说明

图1为传统的多层格栅结构示意图；

图2为本发明中三层格栅的结构示意图；

图3为本发明中第一层格栅的结构示意图；

图4为本发明中第二层格栅的结构示意图；

图5为本发明中第三层格栅的结构示意图；

图6为本发明中第一层格栅的设计示意图；

图7为本发明中第二层格栅的设计示意图；

图8为图3的平面示意图；

图9为3×3格栅的结构示意图。

具体实施方式