[发明专利]纤维复合材料承载杆/管及其成型方法

权利要求书

1.一种纤维增强树脂复合材料纵向承载杆，包括实心的和中空的结构形式，中空结构的杆件，细长的称管，短粗的称筒，承载杆由复合材料杆件主体(简称杆体)以及端部的金属接头(简称接头)构成，其特征在于：杆件本体是纵向纤维形成的积层结构，杆体(1)的增强纤维沿杆件纵向分布，并且沿杆件截面的径向，纤维呈现环形的层状分布，从内向外逐层积层；于杆体(1)中间位置段，层间可以没有间隔物，于杆件端部的接头位置段，杆体(1)层间有间隔物，纵向纤维积层逐层的离轴发散成锥面轮廓；接头(2)有适配的锥形结合面，杆体(1)和接头(2)之间呈锥面衔接(3)关系。

2.根据权利要求1所述的承载杆，其特征在于：杆体(1)段的中部截面大于端部截面，杆体为纺锤体形状。

3.根据权利要求1所述的承载杆，其特征在于：位于接头(2)段位置的复合材料杆体纵向纤维层间间隔物为纤维增强树脂材料，而且纤维环绕杆体分布。

4.根据权利要求1所述的承载杆，其特征在于：锥面衔接(3)是单锥面衔接，从端部剖截面看，锥面位于复合材料杆体的外侧、或者内侧。

5.根据权利要求1所述的承载杆，其特征在于：锥面衔接(3)是双锥面衔接，从端部剖截面看，两个锥面分别位于复合材料杆体的内外两侧。

6.一种纤维湿法缠绕工艺成型具有上述杆端锥面衔接结构特征的复合材料承载杆的方法，其特征在于：单股的纤维纱浸渍树脂后并股集束形成纱带，纱带通过纤维缠绕机实现在杆体上的积层排布，这种缠绕方法通常是0°角的纵向缠绕；每缠绕完成一定积层后，于杆体接头位置段，施加适当的环向缠绕，即纤维环向排布，形成杆体端部纵向积层的层间间隔，并实现纵向纤维层的几何锥面；锥面衔接(3)的结构形态，视金属接头的锥面结构的不同而最终呈现不同的锥面配合连接形式；纤维增强树脂杆体(1)和金属接头(2)固化在一起，获得完整的杆件。

7.一种使用预浸布铺层工艺成型具有上述杆端锥面衔接结构特征的复合材料承载杆的方法，其特征在于：单股的纤维纱浸渍树脂后并股集束形成一定幅面宽度的纱带，纱带通过预浸设备的烘干预固化程序，形成半干状态的预浸布；预浸布绕包在杆件上，形成积层排布，预浸布的经向沿杆体轴向；每绕包完成一定积层后，于杆体接头位置段，施加适当的环向绕包，即用预浸布的经向沿杆体环向方式排布，形成杆体端部纵向积层的层间间隔，并实现纵向纤维层的几何锥面；锥面衔接(3)的结构形态，视金属接头的锥面结构的不同而最终呈现不同的锥面配合连接形式；纤维增强树脂杆体(1)和金属接头(2)通过固化程序固化在一起，获得完整的杆件。

8.一种无纬布干法绕包真空导注树脂工艺成型具有上述杆端锥面衔接结构特征的复合材料承载杆的方法，其特征在于：单股的纤维纱并股集束形成一定幅面宽度的无纬布，无纬布干态绕包在杆件上，形成积层排布，无纬布的经向沿杆体轴向；每绕包完成一定积层后，于杆体接头位置段，施加适当的环向绕包，即用无纬布的经向沿杆体环向方式排布，形成杆体端部纵向积层的层间间隔，并实现纵向纤维层的几何锥面；锥面衔接(3)的结构形态，视金属接头的锥面结构的不同而最终呈现不同的锥面配合连接形式；纤维增强材料和金属接头通过薄膜密封，对密封体抽真空，然后对处于真空状态的密封体注入树脂，树脂浸渍纤维增强体，通过固化程序，复合材料杆体(1)和金属接头(2)固化在一起，获得完整的杆件。