一种防拉铆撕裂的复合材料及敷设方法技术

本发明专利技术涉及材料领域，特别涉及一种防拉铆撕裂的复合材料及敷设方法，本发明专利技术提供防拉铆撕裂的复合材料，由下到上依次为一层或多层纤维织物以及多层单向纤维预浸料，所述每层纤维织物的经度方向和单向纤维预浸料的纤维方向与预设水平面成不同角度敷设，借助于本发明专利技术的技术方案，解决了现有技术中由于盲插安装金属垫片导致的生产进度和质量受到严重影响的问题，能够不用加装金属片，直接采用抽芯铆钉连接两层或多层板，同时不会产生由于抽芯铆钉的膨胀而撕裂复合材料孔口、从而造成连接强度降低、甚至连接失效。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料领域，特别涉及一种防拉铆撕裂的复合材料及敷设方法。
技术介绍
复合材料板构件采用抽芯铆钉连接两层或多层板时通常需要在抽芯铆钉的膨胀端加装金属垫片，以保护抽芯铆钉膨胀端的复合材料板孔口不被撕裂。一组件由大长径比碳纤维方管和金属U形件组成，需将两个构件采用铆接的方式连接在一起，由于碳纤维方管是大长径比的封闭构件，无法采用压铆工艺连接成型，只能采用拉铆工艺，即抽芯铆钉铆接连接成型，在开放的空间进行这种装配工艺是较为成熟的技术，然而在狭小或封闭的空间，由于无法或不便安装金属垫片，这种装配工艺便不能使用或效率很低。按照传统的碳纤维板的铆接要求，需要在碳纤维背部加装金属垫片，但是由于操作空间狭小，采用专用夹具在铆钉孔位置预先用胶粘接金属垫片的方法加装，由于粘接金属垫片的数量很多，工作量非常大，生产效率低，而且由于盲插安装，在胶固化后，仍容易出现金属垫片掉落现象，生产进度和质量受到严重影响。
技术实现思路
为了解决现有技术中盲插安装时金属垫片掉落现象，生产进度和质量受到严重影响的问题，本专利技术提供了一种防拉铆撕裂的复合材料及敷设方法。本专利技术提供一种防拉铆撕裂的复合材料，由下到上依次为一层或多层纤维织物以及多层单向纤维预浸料，所述每层纤维织物的经度方向和单向纤维预浸料的纤维方向与预设水平面成不同角度敷设。本专利技术还提供了一种防拉铆撕裂的复合材料的敷设方法，包括以下步骤：分别确定一层或多层纤维织物预浸料以及多层单向纤维预浸料的敷设层数和方向，其中，所述每层纤维织物的经度方向和单向纤维预浸料的纤维方向与预设水平面成不同角度；按照所述层数和方向将一层或多层纤维织物预浸料以及多层单向纤维预浸料在模具上进行敷设，并进行压实。本专利技术有益效果如下：本专利技术提供的复合材料中每层纤维织物和单向纤维预浸料织物均具有各自的方向，解决了现有技术中由于盲插安装时金属垫片掉落导致的生产进度和质量受到严重影响的问题，能够不用加装金属片，直接采用抽芯铆钉连接两层或多层板(复合材料板/复合材料板，或复合材料板/金属板)，同时不会产生由于抽芯铆钉的膨胀而撕裂复合材料孔口、从而造成连接强度降低、甚至连接失效。附图说明图1为本专利技术产品实施例的防拉铆撕裂的复合材料的结构示意图；图2为本专利技术方法实施例的防拉铆撕裂的复合材料和金属U形件的连接结构示意图；图3为本专利技术方法实施例的防拉铆撕裂的复合材料的敷设方法流程图；图4为本专利技术试验例中拉脱试验用碳纤维板的结构示意图；图5为本专利技术试验例中拉剪试验用碳纤维板的结构示意图；图6为本专利技术试验例中拉脱试样的俯视图；图7为本专利技术试验例中拉剪试样的剖视图。具体实施方式为了解决现有技术中盲插安装时金属垫片掉落现象，生产进度和质量受到严重影响的问题，本专利技术提供了一种防拉铆撕裂的复合材料及敷设方法，以下结合附图以及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不限定本专利技术。产品实施例根据本专利技术的实施例，提供了一种防拉铆撕裂的复合材料，图2是本专利技术产品实施例的防拉铆撕裂的复合材料的结构示意图，如图2所示，根据本专利技术产品实施例的防拉铆撕裂的复合材料，包括由下到上依次为一层或多层纤维织物以及多层单向纤维预浸料，所述每层纤维织物的经度方向和单向纤维预浸料的纤维方向与预设水平面成不同角度敷设，以下对本专利技术实施例的各个模块进行详细的说明。具体地，本专利技术产品实施例的防拉铆撕裂的复合材料包括包括由下到上的1层纤维织物以及16层单向纤维预浸料，壁厚为2.75mm(2.45mm～2.75mm)，图2中的第i层表示第一层与第n层之间的任意一层，n＝17。铺层顺序为[0°/+45°/-45°/0°/0°/90°/0°/-45°/0°/+45°/0°/0°/90°/0°/0°/-45°/+45°]，0°方向为管件长度方向。所述纤维织物包括碳纤维织物、玻璃纤维织物、芳纶纤维织物；所述单向纤维预浸料包括单向碳纤维预浸料、单向玻璃纤维预浸料、单向芳纶纤维预浸料等。优选地，所述单向碳纤维为碳纤维T700，表1为碳纤维T700的基本性能。表1本专利技术产品实施例的防拉铆撕裂的复合材料(也可称为碳纤维方管)可以与金属U形件拼装，用抽芯铆钉铆接成型，而不需要加装金属垫片，同时不会产生由于抽芯铆钉的膨胀而撕裂复合材料孔口、从而造成连接强度降低、甚至连接失效，图2为本专利技术方法实施例的防拉铆撕裂的复合材料和金属U形件的连接结构示意图。方法实施例根据本专利技术的实施例，提供了一种防拉铆撕裂的复合材料的敷设方法，图3为本专利技术方法实施例的防拉铆撕裂的复合材料的敷设方法流程图，如图3所示，根据本专利技术方法实施例的防拉铆撕裂的复合材料的敷设方法包括如下处理：步骤302，分别确定一层或多层纤维织物预浸料以及多层单向纤维预浸料的敷设层数和方向，其中，所述每层纤维织物的经度方向和单向纤维的纤维方向与预设水平面成不同角度。具体地，分别确定一层或多层纤维织物预浸料以及多层单向纤维预浸料的敷设层数和方向包括以下步骤：按照防拉铆撕裂的复合材料的强度和刚度要求分别确定一层或多层纤维织物预浸料以及多层单向纤维预浸料的敷设层数和方向。优选地，确定纤维织物预浸料以及多层单向纤维预浸料的敷设层数包括以下步骤：所述复合材料包括由下到上的1层纤维织物预浸料以及16层单向纤维预浸料。更加优选地，确定纤维织物预浸料以及多层单向纤维预浸料的铺层顺序为[0°/+45°/-45°/0°/0°/90°/0°/-45°/0°/+45°/0°/0°/90°/0°/0°/-45°/+45°]。所述纤维织物预浸料包括碳纤维织物预浸料、玻璃纤维织物预浸料、芳纶纤维织物预浸料，优选为厚度为0.3mm的碳纤维织物预浸料(成型后厚度)；所述单向纤维预浸料包括单向碳纤维预浸料、单向玻璃纤维预浸料、单向芳纶纤维预浸料，优选为0.15mm的单向碳纤维预浸料(成型后厚度)。本专利技术方法实施例中的纤维织物预浸料经固化成型后为产品实施例中的纤维织物，方法实施例中的单向纤维预浸料经固化成型后为产品实施例中的单向纤维。步骤304，按照所述层数和方向将一层或多层纤维织物预浸料以及多层单向纤维预浸料预浸料在模具上进行敷设，并进行压实。为了更好的说明方法实施例，给出实例1。实例1为图2所示防拉铆撕裂的复合材料的制备方法，具备包括以下步骤：将裁剪好的碳纤维织物预浸料和单向碳纤维预浸料在芯模上进行敷设，在敷设过程中需要随时压实，并且按照以下顺序进行敷设：[0°/+45°/-45°/0°/0°/90°/0°/-45°/0°/+45°/0°/0°/90°/0°/0°/-45°/+45°]。试验例按照本专利技术方法实施例的方法制备两种碳纤维复合材料板，图4为本专利技术试验例中拉脱试验用碳纤维板的结构示意图，尺寸为20×30mm，厚度为2.75mm；图5为本专利技术试验例中拉剪试验用碳纤维板的结构示意图，尺寸为36mm×135mm，厚度为2.75mm。图6本专利技术试验例中拉脱试样的结构示意图，图7本专利技术试验例中拉剪试样的结构示意图，用φ4不锈钢抽芯铆钉按图6和图7装配成拉脱试样和拉剪试样。拉脱试样共做10件，其中5件在抽芯铆钉的膨胀端安装φ本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防拉铆撕裂的复合材料，其特征在于，由下到上依次为一层或多层纤维织物以及多层单向纤维预浸料，所述每层纤维织物的经度方向和单向纤维预浸料的纤维方向与预设水平面成不同角度敷设。

【技术特征摘要】
1.一种防拉铆撕裂的复合材料，其特征在于，由下到上依次为一层或多层纤维织物以及多层单向纤维预浸料，所述每层纤维织物的经度方向和单向纤维预浸料的纤维方向与预设水平面成不同角度敷设。2.根据权利要求1所述的防拉铆撕裂的复合材料，其特征在于，包括由下到上的1层纤维织物以及16层单向纤维预浸料。3.根据权利要求2所述的防拉铆撕裂的复合材料，铺层顺序为[0°/+45°/-45°/0°/0°/90°/0°/-45°/0°/+45°/0°/0°/90°/0°/0°/-45°/+45°]。4.根据权利要求1所述的防拉铆撕裂的复合材料，其特征在于，所述纤维织物包括碳纤维织物、玻璃纤维织物、芳纶纤维织物。5.根据权利要求1所述的防拉铆撕裂的复合材料，其特征在于，所述单向纤维预浸料包括单向碳纤维预浸料、单向玻璃纤维预浸料、单向芳纶纤维预浸料。6.一种防拉铆撕裂的复合材料的敷设方法，其特征在于，分别确定一层或多层纤维织物预浸料以及多层单向纤维预浸料的敷设层数和方向，其中，所述每层纤维织物的经度方向和单向纤维预浸料的纤维方向与预设水平面成不同角度；按照所述层...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈竹梅，杨宁芳，徐永利，陈春飞，黄力平，张毅刚，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司电子科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11