[发明专利]一种内衬金属环肋复合材料柱形耐压壳及其加工装置、加工方法

说明书

本发明公开了一种内衬金属环肋复合材料柱形耐压壳，包括复合材料柱形外壳、若干金属环肋。所述柱形耐压壳的加工装置，包括加热装置、支架、驱动装置、分离式金属模具和铝膜，分离式金属模具设置于两个金属环肋之间，分离式金属模具、金属环肋、铝膜的外壁面形成柱形外壁，加热装置用于在柱形外壁设置复合材料层后进行加热，分离式金属模具包括若干交替排列的第一模具板和第二模具板，驱动装置驱动收缩，与金属环肋分离，从复合材料柱形外壳脱离。复合材料柱壳采用内衬金属环肋加强，可以改善材料脆性缺陷，可以大幅度提高极限载荷。加工装置可以精准且灵活地支撑可拆分式金属模具。可以后立即脱模，提高了加工效率。

技术领域

本发明涉及耐压装备，具体是涉及一种内衬金属环肋复合材料柱形耐压壳及其加工装置、加工方法。

背景技术

复合材料柱形耐压壳具有良好的比强度、比刚度、抗疲劳和耐腐蚀等性能，被广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶和潜水器设计等领域，尤其在航海方向，因其稳定的化学性质，可以稳定的在海水中长期工作，不受腐蚀，因此被应用于潜水器耐压舱的设计。如现有技术中申请号为201910248204.X的专利申请提出了一种碳纤维复合材料深潜耐压舱，可以满足低排量/排水量比、高承压强度和稳定性，解决了层合复合材料层间强度薄弱以及受压易分层的问题。尽管碳纤维复合材料具有优良的力学性能，但仍属于脆性材料，这种加强结构仍无法改变材料的塑性，在受到集中应力载荷时容易崩坏，一旦受到的载荷超过它的极限载荷，结构将瞬间失效。

发明内容

发明目的：针对以上缺点，本发明提供一种改善材料脆性缺陷、提高极限载荷的内衬金属环肋复合材料柱形耐压壳。

本发明还提供一种上述内衬金属环肋复合材料柱形耐压壳的加工装置和加工方法。

技术方案：为解决上述问题，本发明采用一种内衬金属环肋复合材料柱形耐压壳，包括复合材料柱形外壳，所述复合材料柱形外壳内壁设置若干金属环肋，金属环肋与复合材料柱形外壳紧密接触。

进一步的，所述复合材料柱形外壳内壁设置两个金属环肋。

一种内衬金属环肋复合材料柱形耐压壳的加工装置，包括加热装置、支架、驱动装置和金属模具，所述金属模具包括分离式金属模具和铝膜，所述分离式金属模具设置于两个金属环肋之间，两个金属环肋远离分离式金属模具的一端均设置铝膜，分离式金属模具、金属环肋、铝膜通过支架定位，且分离式金属模具、金属环肋、铝膜的外壁面形成柱形外壁，所述加热装置用于在柱形外壁设置复合材料层后进行加热形成复合材料柱形外壳，所述分离式金属模具包括若干交替排列的第一模具板和第二模具板，驱动装置分别驱动第一模具板和第二模具板收缩，与金属环肋分离，从复合材料柱形外壳脱离。

进一步的，所述驱动装置包括第一驱动单元、第二驱动单元和丝杆接合装置，所述第一模具板和第二模具板均通过连杆与丝杆接合装置铰接，所述第一驱动单元驱动第一模具板收缩，第二驱动单元驱动第二模具板收缩，第一驱动单元与第二驱动单元先后错开启动。

进一步的，所述第一驱动单元包括第一驱动电机、第一丝杆和第一丝杆螺母，所述第一驱动电机设置于支架上，第一丝杆一端与第一驱动电机固定连接，第一丝杆另一端与丝杆接合装置固定连接，第一丝杆螺母设置于第一丝杆上，且通过驱动杆与第一模具板连接的连杆铰接，所述第一驱动电机转动带动第一丝杆转动，第一丝杆转动带动第一丝杆螺母移动，从而带动第一模具板靠近或远离第一丝杆；所述第二驱动单元包括第二驱动电机、第二丝杆和第二丝杆螺母，所述第二驱动电机设置于支架上，第二丝杆一端与第二驱动电机固定连接，第二丝杆另一端与丝杆接合装置固定连接，第二丝杆螺母设置于第二丝杆上，且通过驱动杆与第二模具板连接的连杆铰接，所述第二驱动电机转动带动第二丝杆转动，第二丝杆转动带动第二丝杆螺母移动，从而带动第二模具板靠近或远离第二丝杆；第一丝杆与第二丝杆延伸方向位于同一直线上，且相对独立转动。所述第一模具板和第二模具板同时收缩或展开时，第一丝杆螺母和第二丝杆螺母的移动方向相同。