[发明专利]三维编织复合材料弯头复合成型方法

说明书

本发明提供一种三维编织复合材料弯头复合成型方法，包括如下步骤：准备弯头芯模；在弯头芯模上进行三维编织，得到带弯头芯模的三维编织管型预制体；使三维编织管型预制体与树脂材料结合并固化，得到三维编织复合材料弯头。如此设计，由于弯头主体采用三维编织技术，能够保证其结构的整体性和三维编织的性能优势，而且采用整体固化技术，无需剪裁，因此无纤维损伤，性能更强。

技术领域

本发明涉及一种三维编织复合材料弯头的复合成型方法，可以应用于三维编织复合材料和其它工艺制备的复合材料(或金属)的结构件连接场合，通过设计和优化能够有效提升接头部分传递拉伸、压缩、弯曲和扭转载荷的能力，可应用于各个领域(航空、航天、船艇、汽车高铁、电力、机械、建筑、石油、运动休闲等)的承力结构中。

背景技术

众所周知，高性能纤维增强复合材料以其高性能、轻质和其他物化特性在先进结构中较金属等材料具有较大优势。但复合材料的连接问题一直是困扰其实际应用的一大障碍。高强度的连接接头技术目前较多的采用金属与复材连接技术，在一定程度上解决了许多应用难题。然而在某些重量敏感的应用场合(如空天技术领域)，除了要求高强度、高刚度以外，减重要求也很突出。这就需要考虑连接部件的轻质和高强，也就是复合材料接头技术。在复合材料接头技术中，目前较多的采用模压技术，但需要手工裁切、修剪、铺贴等工序，导致人工成本提高和纤维不连续等，其比刚度和比强度等性能尚不能达到高端使用要求。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种三维编织复合材料弯头复合成型方法，解决现有技术中存在的上述技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种三维编织弯头复合成型方法，其特征在于，包括如下步骤：

准备弯头芯模；

在弯头芯模上进行三维编织，得到带弯头芯模的三维编织管型预制体；

使三维编织管型预制体与树脂材料复合固化，得到三维编织复合材料弯头。

其中，通过将带弯头芯模的三维编织管型预制体放入到外模内，并在弯头芯模与外模形成的空间内，通过采用RTM工艺或VARTM工艺注射树脂材料，而使三维编织管与树脂复合固化为一体。

与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：

(1)很好地解决了复合材料结构中两个结构件之间呈角度连接的技术问题。

(2)采用三维编织工艺制作弯管预制体，充分利用三维编织结构的优势，所有纤维在环向、厚度和长度方向均连续不间断，传力连续高效，可圆、方等任意截面形状。

(3)采用RTM或VARTM成型工艺，可保证弯头较高的尺寸精度、较高的纤维体积含量和低孔隙率，较大幅度提升其力学性能，因而可以通过合理设计实现进一步减重。

附图说明

图1是带弯头芯模的三维编织管型预制体的结构示意图。

图2是将带芯模的三维编织管型预制体放入到外模内的示意图。

图3是固化形成的三维编织复合材料弯头的结构示意图。

附图标记说明：弯头芯模1；三维编织管型预制体2；外模3；三维编织复合材料弯头4。

具体实施方式

本发明提供一种三维编织复合材料弯头复合成型方法，主要包括如下步骤：

1)制作弯头芯模1；

2)如图1所示，在弯头芯模1上进行三维编织，得到带弯头芯模1的三维编织管型预制体2；

3)如图2所示，将带芯模的三维编织管型预制体2放入到外模3内；