一種防拉鉚撕裂的復(fù)合材料及敷設(shè)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及材料領(lǐng)域，特別涉及一種防拉鉚撕裂的復(fù)合材料及敷設(shè)方法，本發(fā)明提供防拉鉚撕裂的復(fù)合材料，由下到上依次為一層或多層纖維織物以及多層單向纖維預(yù)浸料，所述每層纖維織物的經(jīng)度方向和單向纖維預(yù)浸料的纖維方向與預(yù)設(shè)水平面成不同角度敷設(shè)，借助于本發(fā)明的技術(shù)方案，解決了現(xiàn)有技術(shù)中由于盲插安裝金屬墊片導(dǎo)致的生產(chǎn)進(jìn)度和質(zhì)量受到嚴(yán)重影響的問題，能夠不用加裝金屬片，直接采用抽芯鉚釘連接兩層或多層板，同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生由于抽芯鉚釘?shù)呐蛎浂毫褟?fù)合材料孔口、從而造成連接強(qiáng)度降低、甚至連接失效。
【專利說明】
一種防拉鉚撕裂的復(fù)合材料及敷設(shè)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及材料領(lǐng)域，特別涉及一種防拉鉚撕裂的復(fù)合材料及敷設(shè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 復(fù)合材料板構(gòu)件采用抽芯鉚釘連接兩層或多層板時(shí)通常需要在抽芯鉚釘?shù)呐蛎?端加裝金屬墊片，以保護(hù)抽芯鉚釘膨脹端的復(fù)合材料板孔口不被撕裂。
[0003] -組件由大長(zhǎng)徑比碳纖維方管和金屬U形件組成，需將兩個(gè)構(gòu)件采用鉚接的方式 連接在一起，由于碳纖維方管是大長(zhǎng)徑比的封閉構(gòu)件，無法采用壓鉚工藝連接成型，只能采 用拉鉚工藝，即抽芯鉚釘鉚接連接成型，在開放的空間進(jìn)行這種裝配工藝是較為成熟的技 術(shù)，然而在狹小或封閉的空間，由于無法或不便安裝金屬墊片，這種裝配工藝便不能使用或 效率很低。
[0004] 按照傳統(tǒng)的碳纖維板的鉚接要求，需要在碳纖維背部加裝金屬墊片，但是由于操 作空間狹小，采用專用夾具在鉚釘孔位置預(yù)先用膠粘接金屬墊片的方法加裝，由于粘接金 屬墊片的數(shù)量很多，工作量非常大，生產(chǎn)效率低，而且由于盲插安裝，在膠固化后，仍容易出 現(xiàn)金屬墊片掉落現(xiàn)象，生產(chǎn)進(jìn)度和質(zhì)量受到嚴(yán)重影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中盲插安裝時(shí)金屬墊片掉落現(xiàn)象，生產(chǎn)進(jìn)度和質(zhì)量受到嚴(yán)重影 響的問題，本發(fā)明提供了 一種防拉鉚撕裂的復(fù)合材料及敷設(shè)方法。
[0006] 本發(fā)明提供一種防拉鉚撕裂的復(fù)合材料，由下到上依次為一層或多層纖維織物以 及多層單向纖維預(yù)浸料，所述每層纖維織物的經(jīng)度方向和單向纖維預(yù)浸料的纖維方向與預(yù) 設(shè)水平面成不同角度敷設(shè)。
[0007] 本發(fā)明還提供了一種防拉鉚撕裂的復(fù)合材料的敷設(shè)方法，包括以下步驟：
[0008] 分別確定一層或多層纖維織物預(yù)浸料以及多層單向纖維預(yù)浸料的敷設(shè)層數(shù)和方 向，其中，所述每層纖維織物的經(jīng)度方向和單向纖維預(yù)浸料的纖維方向與預(yù)設(shè)水平面成不 同角度；
[0009] 按照所述層數(shù)和方向?qū)⒁粚踊蚨鄬永w維織物預(yù)浸料以及多層單向纖維預(yù)浸料在 模具上進(jìn)行敷設(shè)，并進(jìn)行壓實(shí)。
[0010] 本發(fā)明有益效果如下：
[0011] 本發(fā)明提供的復(fù)合材料中每層纖維織物和單向纖維預(yù)浸料織物均具有各自的方 向，解決了現(xiàn)有技術(shù)中由于盲插安裝時(shí)金屬墊片掉落導(dǎo)致的生產(chǎn)進(jìn)度和質(zhì)量受到嚴(yán)重影響 的問題，能夠不用加裝金屬片，直接采用抽芯鉚釘連接兩層或多層板(復(fù)合材料板/復(fù)合材 料板，或復(fù)合材料板/金屬板），同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生由于抽芯鉚釘?shù)呐蛎浂毫褟?fù)合材料孔口、從 而造成連接強(qiáng)度降低、甚至連接失效。
【附圖說明】
[0012] 圖1為本發(fā)明產(chǎn)品實(shí)施例的防拉鉚撕裂的復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 圖2為本發(fā)明方法實(shí)施例的防拉鉚撕裂的復(fù)合材料和金屬U形件的連接結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0014] 圖3為本發(fā)明方法實(shí)施例的防拉鉚撕裂的復(fù)合材料的敷設(shè)方法流程圖；
[0015] 圖4為本發(fā)明試驗(yàn)例中拉脫試驗(yàn)用碳纖維板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖5為本發(fā)明試驗(yàn)例中拉剪試驗(yàn)用碳纖維板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖6為本發(fā)明試驗(yàn)例中拉脫試樣的俯視圖；
[0018] 圖7為本發(fā)明試驗(yàn)例中拉剪試樣的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中盲插安裝時(shí)金屬墊片掉落現(xiàn)象，生產(chǎn)進(jìn)度和質(zhì)量受到嚴(yán)重影 響的問題，本發(fā)明提供了一種防拉鉚撕裂的復(fù)合材料及敷設(shè)方法，以下結(jié)合附圖以及實(shí)施 例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā) 明，并不限定本發(fā)明。
[0020] 產(chǎn)品實(shí)施例
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種防拉鉚撕裂的復(fù)合材料，圖2是本發(fā)明產(chǎn)品實(shí)施 例的防拉鉚撕裂的復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明產(chǎn)品實(shí)施例的防拉鉚撕 裂的復(fù)合材料，包括由下到上依次為一層或多層纖維織物以及多層單向纖維預(yù)浸料，所述 每層纖維織物的經(jīng)度方向和單向纖維預(yù)浸料的纖維方向與預(yù)設(shè)水平面成不同角度敷設(shè)，以 下對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的各個(gè)模塊進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0022] 具體地，本發(fā)明產(chǎn)品實(shí)施例的防拉鉚撕裂的復(fù)合材料包括包括由下到上的1層纖 維織物以及16層單向纖維預(yù)浸料，壁厚為2.75mm(2.45mm~2.75mm)，圖2中的第i層表示第 一層與第n層之間的任意一層，ri=17。鋪層順序?yàn)閇0°/+45°/-45°/0°/0°/90°/0°/-45°/0°/ +45° /0° /0° /90° /0° /0° /-45° /+45° ]，0° 方向?yàn)楣芗L(zhǎng)度方向。
[0023] 所述纖維織物包括碳纖維織物、玻璃纖維織物、芳綸纖維織物;所述單向纖維預(yù)浸 料包括單向碳纖維預(yù)浸料、單向玻璃纖維預(yù)浸料、單向芳綸纖維預(yù)浸料等。
[0024] 優(yōu)選地，所述單向碳纖維為碳纖維T700,表1為碳纖維T700的基本性能。
[0025] 表 1
[0027]本發(fā)明產(chǎn)品實(shí)施例的防拉鉚撕裂的復(fù)合材料(也可稱為碳纖維方管)可以與金屬U 形件拼裝，用抽芯鉚釘鉚接成型，而不需要加裝金屬墊片，同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生由于抽芯鉚釘?shù)呐?脹而撕裂復(fù)合材料孔口、從而造成連接強(qiáng)度降低、甚至連接失效，圖2為本發(fā)明方法實(shí)施例 的防拉鉚撕裂的復(fù)合材料和金屬U形件的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]方法實(shí)施例
[0029]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種防拉鉚撕裂的復(fù)合材料的敷設(shè)方法，圖3為本發(fā) 明方法實(shí)施例的防拉鉚撕裂的復(fù)合材料的敷設(shè)方法流程圖，如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明方法實(shí) 施例的防拉鉚撕裂的復(fù)合材料的敷設(shè)方法包括如下處理：
[0030] 步驟302,分別確定一層或多層纖維織物預(yù)浸料以及多層單向纖維預(yù)浸料的敷設(shè) 層數(shù)和方向，其中，所述每層纖維織物的經(jīng)度方向和單向纖維的纖維方向與預(yù)設(shè)水平面成 不同角度。
[0031] 具體地，分別確定一層或多層纖維織物預(yù)浸料以及多層單向纖維預(yù)浸料的敷設(shè)層 數(shù)和方向包括以下步驟:按照防拉鉚撕裂的復(fù)合材料的強(qiáng)度和剛度要求分別確定一層或多 層纖維織物預(yù)浸料以及多層單向纖維預(yù)浸料的敷設(shè)層數(shù)和方向。
[0032] 優(yōu)選地，確定纖維織物預(yù)浸料以及多層單向纖維預(yù)浸料的敷設(shè)層數(shù)包括以下步 驟:所述復(fù)合材料包括由下到上的1層纖維織物預(yù)浸料以及16層單向纖維預(yù)浸料。
[0033] 更加優(yōu)選地，確定纖維織物預(yù)浸料以及多層單向纖維預(yù)浸料的鋪層順序?yàn)閇0°/+ 45° /-450 /0° /0° /90° /0° /-450 /0° /+450 /0° /0° /90° /0° /0° /-450 /+450 ] 〇
[0034] 所述纖維織物預(yù)浸料包括碳纖維織物預(yù)浸料、玻璃纖維織物預(yù)浸料、芳綸纖維織 物預(yù)浸料，優(yōu)選為厚度為〇.3mm的碳纖維織物預(yù)浸料(成型后厚度）；所述單向纖維預(yù)浸料包 括單向碳纖維預(yù)浸料、單向玻璃纖維預(yù)浸料、單向芳綸纖維預(yù)浸料，優(yōu)選為〇.15mm的單向碳 纖維預(yù)浸料(成型后厚度）。
[0035] 本發(fā)明方法實(shí)施例中的纖維織物預(yù)浸料經(jīng)固化成型后為產(chǎn)品實(shí)施例中的纖維織 物，方法實(shí)施例中的單向纖維預(yù)浸料經(jīng)固化成型后為產(chǎn)品實(shí)施例中的單向纖維。
[0036] 步驟304,按照所述層數(shù)和方向?qū)⒁粚踊蚨鄬永w維織物預(yù)浸料以及多層單向纖維 預(yù)浸料預(yù)浸料在模具上進(jìn)行敷設(shè)，并進(jìn)行壓實(shí)。
[0037] 為了更好的說明方法實(shí)施例，給出實(shí)例1。
[0038] 實(shí)例1為圖2所示防拉鉚撕裂的復(fù)合材料的制備方法，具備包括以下步驟：
[0039]將裁剪好的碳纖維織物預(yù)浸料和單向碳纖維預(yù)浸料在芯模上進(jìn)行敷設(shè)，在敷設(shè)過 程中需要隨時(shí)壓實(shí)，并且按照以下順序進(jìn)行敷設(shè)：
[0040] [0° /+450 /-450 /0° /0° /90° /0° /-450 /0° /+450 /0° /0° /90° /0° /0° /-450 /+450 ] 〇
[0041 ] 試驗(yàn)例
[0042] 按照本發(fā)明方法實(shí)施例的方法制備兩種碳纖維復(fù)合材料板，圖4為本發(fā)明試驗(yàn)例 中拉脫試驗(yàn)用碳纖維板的結(jié)構(gòu)示意圖，尺寸為20 X 30mm，厚度為2.75mm;圖5為本發(fā)明試驗(yàn) 例中拉剪試驗(yàn)用碳纖維板的結(jié)構(gòu)示意圖，尺寸為36_X135mm，厚度為2.75_。
[0043] 圖6本發(fā)明試驗(yàn)例中拉脫試樣的結(jié)構(gòu)示意圖，圖7本發(fā)明試驗(yàn)例中拉剪試樣的結(jié)構(gòu) 示意圖，用巾4不銹鋼抽芯鉚釘按圖6和圖7裝配成拉脫試樣和拉剪試樣。拉脫試樣共做10 件，其中5件在抽芯鉚釘?shù)呐蛎浂税惭b巾4金屬墊片鉚接，另5件不安裝金屬墊片直接鉚接； 拉剪試樣共做10件，其中5件在抽芯鉚釘?shù)呐蛎浂税惭b巾4金屬墊片鉚接，另5件不安裝金屬 墊片直接鉚接；
[0044] 將20組試樣分別進(jìn)行拉脫試驗(yàn)和拉剪試驗(yàn)，測(cè)試鉚釘破壞所需的拉脫力和拉剪 力，表2為拉脫試驗(yàn)和拉剪試驗(yàn)的原始試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
[0045] 表 2
[0047] 由表2數(shù)據(jù)看到：碳纖維復(fù)合材料板背部有、無金屬墊片的拉剪力均值差為 0.016KN;背部有、無金屬墊片的拉脫力均值差為0.018KN;它們的差值很小，在通常情況下， 二者結(jié)構(gòu)形式可以互換，其拉脫力和拉剪力均滿足使用性能要求。
[0048] 顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精 神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍 之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種防拉鉚撕裂的復(fù)合材料，其特征在于，由下到上依次為一層或多層纖維織物以 及多層單向纖維預(yù)浸料，所述每層纖維織物的經(jīng)度方向和單向纖維預(yù)浸料的纖維方向與預(yù) 設(shè)水平面成不同角度敷設(shè)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防拉鉚撕裂的復(fù)合材料，其特征在于，包括由下到上的1層纖 維織物以及16層單向纖維預(yù)浸料。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的防拉鉚撕裂的復(fù)合材料，鋪層順序?yàn)閇0° /+45° /-45° /0° /0° / 90° /0° /-45° /0° /+45° /0° /0° /90° /0° /0° /-45° /+45° ]。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防拉鉚撕裂的復(fù)合材料，其特征在于，所述纖維織物包括碳纖 維織物、玻璃纖維織物、芳綸纖維織物。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防拉鉚撕裂的復(fù)合材料，其特征在于，所述單向纖維預(yù)浸料包 括單向碳纖維預(yù)浸料、單向玻璃纖維預(yù)浸料、單向芳綸纖維預(yù)浸料。6. -種防拉鉚撕裂的復(fù)合材料的敷設(shè)方法，其特征在于， 分別確定一層或多層纖維織物預(yù)浸料以及多層單向纖維預(yù)浸料的敷設(shè)層數(shù)和方向，其 中，所述每層纖維織物的經(jīng)度方向和單向纖維預(yù)浸料的纖維方向與預(yù)設(shè)水平面成不同角 度； 按照所述層數(shù)和方向?qū)⒁粚踊蚨鄬永w維織物預(yù)浸料以及多層單向纖維預(yù)浸料在模具 上進(jìn)行敷設(shè)，并進(jìn)行壓實(shí)。7. 如權(quán)利要求6所述的敷設(shè)方法，其特征在于，分別確定一層或多層纖維織物預(yù)浸料以 及多層單向纖維預(yù)浸料的鋪設(shè)層數(shù)和方向具體包括以下步驟： 按照防拉鉚撕裂的復(fù)合材料的強(qiáng)度和剛度要求分別確定一層或多層纖維織物預(yù)浸料 以及多層單向纖維預(yù)浸料的敷設(shè)層數(shù)和方向。8. 如權(quán)利要求7所述的敷設(shè)方法，其特征在于，確定纖維織物預(yù)浸料以及多層單向纖維 預(yù)浸料的敷設(shè)層數(shù)包括以下步驟： 所述復(fù)合材料包括由下到上的1層纖維織物預(yù)浸料以及16層單向纖維預(yù)浸料。9. 如權(quán)利要求7或8所述的敷設(shè)方法，其特征在于，確定纖維織物預(yù)浸料以及多層單向 纖維預(yù)浸料的鋪層順序?yàn)閇0° /+45° /-45° /0° /0° /90° /0° /-45° /0° /+45° /0° /0° /90° /0° / 0°/-45°/+45°]。10. 如權(quán)利要求6所述的敷設(shè)方法，其特征在于，所述纖維織物預(yù)浸料包括碳纖維織物 預(yù)浸料、玻璃纖維織物預(yù)浸料、芳綸纖維織物預(yù)浸料;所述單向纖維預(yù)浸料包括單向碳纖維 預(yù)浸料、單向玻璃纖維預(yù)浸料、單向芳綸纖維預(yù)浸料。
【文檔編號(hào)】B32B37/02GK106003876SQ201610329777
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月18日
【發(fā)明人】陳竹梅, 楊寧芳, 徐永利, 陳春飛, 黃力平, 張毅剛
【申請(qǐng)人】中國(guó)電子科技集團(tuán)公司電子科學(xué)研究院