專利名稱：變壁厚復合材料連接裙的成型方法
技術領域：
本發明涉及固體火箭發動殼體成型方法，具體涉及一種變壁厚復合材料連接裙的成型方法。
背景技術：
固體火箭發動機殼體連接裙是殼體的整體延伸，用于實現殼體級間段連接或與其他部件的連接，要經受軸壓、彎矩、剪切、內壓等多種載荷，受力情況比較復雜，如何在不增加裙部質量的情況下，簡化成型工藝，并提高它的性能，對整個發動機殼體性能的提高至關重要。隨著材料科學的發展，復合材料連接裙因其質量比高、可靠性高、制作周期短、成本低而逐步取代了金屬連接裙。復合材料連接裙成型方法可分為單獨成型和整體成型兩類。單 獨成型方法是先制作一個圓筒，再按要求對圓筒和殼體進行加工，然后采用粘結方法把裙體套裝到殼體上；該方法對纖維的整體性破壞性大，不宜于纖維強度的發揮。整體成型方法之一是殼體纏繞完縱向層后再套假封頭，假封頭帶有圓筒段，即裙部，按照裙部的工藝要求整體纏繞，纏繞完后切去封頭和筒段多余紗帶，僅保留裙部；該方法對于大型殼體材料浪費大。整體成型的另一種方法是纏繞、鋪層方案，即殼體纏繞完縱向層和部分環向層后，再制作復合裙，裙由環向纏繞和鋪放預浸膠帶制作成型；該方法材料浪費小，尺寸穩定性好，但對設備要求高，成型工藝復雜。因此設計出一種工藝簡單、成本低廉、質量輕并且可以直接成型的變壁厚復合材料連接裙的成型方法十分必要。

發明內容
本發明目的在于提供一種工藝簡單、成本低廉、質量輕并且可以直接成型的變壁厚復合材料連接裙的成型方法。為實現上述目的，本發明采用如下技術方案一種變壁厚復合材料連接裙的成型方法，包括以下步驟a.根據載荷、質量和外形尺寸的要求，通過有限元分析計算，設置鋪層角度和鋪層順序，計算出各角度鋪層物的尺寸和數量；b.按照計算出的鋪層物尺寸和數量裁剪鋪層物；c.制作產品成型模具；d.將鋪層物按照距離中心線或底端的距離鋪放在模具芯模上，達到O. 5-0. 6設計
層數；e.在纏繞張力下，用纖維纏繞加壓在鋪層表面上，進行預固化；f.完成剩余鋪層；g.纏繞纖維加壓，加溫固化；h.卸模，取出制品；i.粘角盒。進一步地，所述步驟a中，所述鋪層角度為O°，土 15°，土30°，土45°，土60°和90。。進一步地，所述步驟e、g中,所述纖維纏繞加壓壓力為15N 18N。進一步地，所述鋪層物為碳纖維預浸料或玻璃纖維預浸料或單向布，所述纏繞纖維為碳纖維或玻璃纖維。進一步地，所述步驟g中，所述加溫固化為80°C保持I小時，接著升溫至120°C保持3小時，然后升溫至150°C保持3小時。本發明通過設置最佳鋪層角度和順序，采用手工鋪層加纖維纏繞加壓工藝，實現在發動機殼體成型前單獨成型完整的復合材料連接裙。本發明工藝簡單、成本低廉、質量輕并且可以直接成型。


圖I是變壁厚復合材料連接裙橫截面結構示意圖；圖2是圖I的局部放大圖；圖3是變壁厚復合材料連接裙成型模具結構示意圖；圖4是變壁厚復合材料連接裙圓周面鋪層示意圖。圖中1_鋪層位置的I段；2_鋪層位置的2段；3_鋪層位置的3段；4_鋪層位置的4段；5_中心基準線；6_復合材料連接裙；7_模具表面水平基準線。
具體實施例方式以下結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細描述，但該實施例不應理解為對本發明的限制。實施例I一、工藝條件
權利要求
1. 一種變壁厚復合材料連接裙的成型方法，包括以下步驟 a.根據載荷、質量和外形尺寸的要求，通過有限元分析計算，設置鋪層角度和鋪層順序，計算出各角度鋪層物的尺寸和數量； b.按照計算出的鋪層物尺寸和數量裁剪鋪層物； c.制作產品成型模具； d.將鋪層物按照距離中心線或底端的距離鋪放在模具芯模上，達到O.5-0. 6設計層數； e.在纏繞張力下，用纖維纏繞加壓在鋪層表面上，進行預固化； f·完成剩余鋪層； g.纏繞纖維加壓，加溫固化； h.卸模，取出制品； i.粘角盒。
2.根據權利要求I所述的變壁厚復合材料連接裙的成型方法，其特征在于所述步驟a中，所述鋪層角度為0°，土15°，土30°，土45°，土60°和90°。
3.根據權利要求I或2所述的變壁厚復合材料連接裙的成型方法，其特征在于所述步驟e、g中，所述纖維纏繞加壓壓力為15N 18N。
4.根據權利要求3所述的變壁厚復合材料連接裙的成型方法，其特征在于所述鋪層物為碳纖維預浸料或玻璃纖維預浸料或單向布，所述纏繞纖維為碳纖維或玻璃纖維。
5.根據權利要求4所述的變壁厚復合材料連接裙的成型方法，其特征在于所述步驟g中，所述加溫固化為80°C保持I小時，接著升溫至120°C保持3小時，然后升溫至150°C保持3小時。
全文摘要
本發明涉及變壁厚復合材料連接裙的成型方法，包括以下步驟設置鋪層角度和鋪層順序，計算出各角度鋪層物的尺寸和數量；按照計算出的鋪層物尺寸和數量裁剪鋪層物；制作產品成型模具；將鋪層物按照距離中心線或底端的距離鋪放在模具芯模上，達到0.5-0.6設計層數；在纏繞張力下，用纖維纏繞加壓在鋪層表面上，進行預固化；完成剩余鋪層；纏繞纖維加壓，加溫固化；卸模，取出制品；粘角盒。本發明通過設置最佳鋪層角度和順序，采用手工鋪層加纖維纏繞加壓工藝，實現在發動機殼體成型前單獨成型完整的復合材料連接裙。
文檔編號B29C70/38GK102700150SQ20121014767
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月14日 優先權日2012年5月14日
發明者譚云水, 魏虹, 黃澤勇 申請人:湖北三江航天江北機械工程有限公司