本實用新型涉及一種輕質高強碳纖維法蘭，尤其是一種平流層飛艇結構用的碳纖維法蘭，屬于平流層飛艇結構領域。

背景技術：

近年來,各國都在開展研究各類平流層飛行器。平流層飛艇是一種新型低成本、低能耗平流層飛行器,其大型桁架結構之間連接已成為瓶頸技術，一般金屬太重，金屬法蘭與碳纖維管件之間的連接離散性大，碳纖維和金屬法蘭之間的電腐蝕影響了結構的使用時間等，需要研究一種輕質、高效的碳纖維法蘭解決上述問題。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種輕質高強碳纖維法蘭，尤其是一種新型輕質高強平流層飛艇結構用碳纖維法蘭，以解決現有技術中存在的問題。

本實用新型一種輕質高強碳纖維法蘭，為模壓一體成型結構，且在其截面突變處設有用纖維布填充的倒角，在法蘭面設有機械加工得到的用于各個結構之間連接的法蘭連接孔。

其中，上述輕質高強碳纖維法蘭的制作方法，具體包括如下步驟：

1)準備碳纖維環氧樹脂基復合材料的預浸料，根據鋪層要求進行預浸料裁切；

2)對內外模具進行清洗，并涂抹脫模劑；

3)根據鋪層要求在芯模上鋪敷碳纖維預浸料，鋪敷過程控制外界環境溫度在20-25度之間。

4)在鋪敷完成的預制件外，用法蘭陽模通過螺栓進行固定。

5)緊固模具，然后進行加溫固化，具體時間和溫度為：0℃至80℃，升溫30分鐘；80℃恒溫30分鐘；80℃-120℃，升溫30分鐘，120℃恒溫90分鐘。

6)將固化完成的預制件進行脫模得到輕質高強碳纖維法蘭。

本實用新型一種輕質高強碳纖維法蘭，其優點及功效在于：該碳纖維法蘭，突破了平流層飛艇結構用法蘭一直采用金屬制作的傳統，與傳統的金屬制作成型的平流層飛艇結構法蘭相比，質量更輕、強度更高、耐環境性更強。通過碳纖維的鋪層設計，根據受力要求改變纖維截面，使得平流層飛艇結構重量更輕、強度更高，提高生存力，通過倒角填充，減小法蘭應力集中現象，有效的提高了碳纖維法蘭的承載能力。不僅如此，碳纖維復合材料較金屬更能夠耐受壞境腐蝕，并且具有更好的耐疲勞性能，可顯著降低結構部件的全壽命費用。

附圖說明

圖1是本實用新型中碳纖維法蘭。

圖2是本實施例中各部件之間的配合示意圖。

圖3是本實施例中成型示意圖。

圖中：1——芯模 2——碳纖維法蘭預制件 21——倒角

3——右陽模 4——左陽模

具體實施方式

下面將結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明。

如圖1所示，本實用新型一種輕質高強碳纖維法蘭，主要應用于平流層飛艇結構，該碳纖維法蘭是通過模壓一體化成型，且在其截面突變處設有用纖維布填充的倒角21，且通過對法蘭面機械加工得到法蘭連接孔，用于各個結構之間的連接。

其中，本實用新型中的輕質高強碳纖維法蘭的模具為鋼模具，具體包括芯模1、右陽模3、左陽模4，通過機械加工得到；各模具之間配合如圖3所示。

其中，本實用新型的輕質高強碳纖維法蘭是通過在陰陽模鋪敷碳纖維預浸布制成碳纖維法蘭預制件2，如圖2，陽模通過螺栓緊固，加壓得到；具體步驟如下：

1)準備碳纖維環氧樹脂基復合材料的預浸料，根據鋪層要求進行預浸料裁切。

2)對內外模具進行清洗，并涂抹脫模劑。

3)根據鋪層要求在芯模上鋪敷碳纖維預浸料，鋪敷過程控制外界環境溫度在20-25度之間。

4)在鋪敷完成的預制件外，用準備好的法蘭陽模通過螺栓進行固定。

5)緊固模具，然后按照0℃至80℃，升溫30分鐘；80℃恒溫30分鐘；80℃-120℃，升溫30分鐘，120℃恒溫90分鐘。進行加溫固化。

6)將固化完成的預制件進行脫模得到輕質高強碳纖維法蘭。

制作完成的碳纖維法蘭，在保持了同等的強度下質量較現有的同類常規裝置減輕了40％。同樣，上面對制作方式的說明只是為了更好的理解本實用新型，本實用新型的保護范圍不受以上制作方式的額外限定。