一种采用复合材料制备框架式筏架或基座的方法技术

本发明专利技术公开一种采用复合材料制备框架式筏架或基座的方法，包括以下步骤：步骤一、筏架或基座的结构分解；步骤二、复合材料分块结构成型、脱模；步骤三、分块成型结构机加工；步骤四、分块结构预装配；步骤五、粘接面粗糙化处理；步骤六、分块结构粘接；步骤七、粘接过渡区填充和连接区补强层成型；步骤八、加工开孔和表面修整。本发明专利技术提供的采用复合材料制备框架式筏架或基座的方法采用该发明专利技术制备的复合材料筏架或基座尺寸精度高、强度高、刚度高、重量轻、耐疲劳性能好、阻尼性能好、减振效果明显。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于复合材料
，具体涉及一种采用复合材料制备框架式筏架或基座的方法。
技术介绍
机械噪声是舰船三大噪声源之一，由于艇上的机械设备种类众多，分布于全艇各个舱室，而且机械噪声又是潜艇隐蔽航行工况的主要噪声源。因此，控制机械噪声是减振降噪工作的主要内容之一。控制机械噪声目前主要有通过控制设备振动量级和采用隔振技术两方面的措施。由于控制低噪声设备潜力有限，无法满足舰艇隐身要求，因此传递途径的振动控制则至关重要，隔振技术的发展经历了单层隔振、双层隔振、浮筏隔振，如何进一步提高浮筏系统的隔振效果是实现机械噪声控制的关键技术之一。目前我国舰艇筏架或基座均采用金属材料制备，但金属结构重量重，减振潜力有限，不利于舰艇的减重及后续减振设计。相对于金属筏架或基座，复合材料筏架或基座重量轻、比刚度高、阻尼性能好、可设计性强、抗冲击性能强，具有较好的减隔振效果。因此，大型浮筏系统设计中引入复合材料筏架及基座结构是实现高效隔振和减重设计的最有效途径之一。复合材料筏架或基座要求精度高，强度高，刚度高，具有良好的抗冲击性能及减隔振效果，目前国内未见框架式复合材料筏架或基座成型的相关报导。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种采用复合材料制备框架式筏架或基座的方法，采用该专利技术制备的复合材料筏架或基座尺寸精度高、强度高、刚度高、重量轻、耐疲劳性能好、阻尼性能好、减振效果明显。本专利技术所采用的技术方案是：一种采用复合材料制备框架式筏架或基座的方法，包括以下步骤：步骤一、筏架或基座的结构分解根据筏架或基座的整体结构形式进行结构分解，分解为上面板、下面板和横纵肋板四部分，其中，横纵肋板包括多个横向筋板和纵向筋板，上面板与横纵肋板之间以及下面板与横纵肋板之间的连接方式均为“T”形插接，横向筋板和纵向筋板之间的连接方式为“十”形插接，最终得到分解方案，分解方案包括上面板、下面板和横纵肋板的数量以及尺寸；步骤二、复合材料分块结构成型、脱模根据步骤一得到的分解方案制作相配套的模具，并采用复合材料在相应模具上进行各分块结构成型，固化后进行脱模，得到各分块成型结构，备用；步骤三、分块成型结构机加工将步骤二中脱模的各分块成型结构进行机加工，根据步骤一得到的分解方案在各分块成型结构上加工定位槽或者交错连接槽，下面板加工成型用工艺孔，得加工后的分块结构，备用；步骤四、分块结构预装配对步骤三得到的加工后的分块结构按照筏架或基座的结构进行预装配；步骤五、粘接面粗糙化处理对步骤四中预装配后的待粘接面进行打磨处理，然后采用丙酮清理干净；步骤六、分块结构粘接根据步骤四中的预装配顺序进行粘接，在分块结构粘接面涂胶粘剂，先对下面板和横纵肋板进行粘接定位，然后粘接上面板；步骤七、粘接过渡区填充和连接区补强层成型步骤六中粘接完成后，采用环氧结构胶粘剂或者基体材料与气相二氧化硅混合配置的腻子对粘接区直角处进行过渡处理，然后对粘接好的每个连接处进行补强层成型，室温放置24小时固化；步骤八、加工开孔和表面修整将步骤七得到的筏架或基座根据安装需要进行开孔，并对上面板和下面板进行平面度加工，使上下表面水平；然后对表面进行整体打磨光滑，并涂刷基体材料，基体材料固化后即完成框架式筏架或基座的制备。作为本专利技术一种采用复合材料制备框架式筏架或基座的方法的进一步优化，所述的框架式复合材料由增强材料和树脂基体材料经固化剂固化制成，增强材料为玻璃纤维或碳纤维，树脂基体材料为不饱和聚酯树脂、乙烯基树脂或环氧树脂。作为本专利技术一种采用复合材料制备框架式筏架或基座的方法的进一步优化，所述的树脂基体材料为不饱和聚酯树脂或乙烯基树脂，固化剂为过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰中的一种或任意混合物。作为本专利技术一种采用复合材料制备框架式筏架或基座的方法的进一步优化，所述的树脂基体材料为环氧树脂，固化剂为二元胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、多乙烯多胺中的一种或任意混合物。作为本专利技术一种采用复合材料制备框架式筏架或基座的方法的进一步优化，步骤二所述的复合材料分块结构成型方法为真空辅助树脂注射成型工艺、模压成型工艺或树脂传递模塑成型工艺中的任一种。作为本专利技术一种采用复合材料制备框架式筏架或基座的方法的进一步优化，步骤四中的装配顺序为从下到上：下面板和纵横肋板、上面板和纵横肋板。作为本专利技术一种采用复合材料制备框架式筏架或基座的方法的进一步优化，步骤六所述的胶粘剂为室温固化环氧结构胶粘剂。作为本专利技术一种采用复合材料制备框架式筏架或基座的方法的进一步优化，步骤七所述的过渡区填充截面为等腰直角三角形或圆弧形。作为本专利技术一种采用复合材料制备框架式筏架或基座的方法的进一步优化，步骤七所述的连接区补强层成型采用手糊成型工艺或真空辅助树脂注射成型工艺，连接区补强层采用碳纤维或玻璃纤维作为增强层，采用环氧树脂作为基体层，且环氧树脂中还添加有其重量0.5%-3%的气相二氧化硅。与现有技术相比，本专利技术至少具有下述优点及有益效果：1、采用本专利技术发方法制备的框架式筏架或基座精度高、强度高、重量轻、耐疲劳性能好、阻尼性能好，具有明显的减隔振效果。复合材料结构比刚度高、阻尼性能好、可设计性强、抗冲击性能强、减隔振效果明显。采用本专利技术制备的复合材料框架式筏架或基座，解决了框架式复合材料筏架或基座的高精度、高质量成型问题，进一步推进了复合材料筏架或基座的舰艇应用。2、采用分块方式成型复合材料各结构，提高了复合材料各结构的成型质量。3、本专利技术复合材料分块结构的定位及装配采用插接方式，提高了复合材料筏架或基座的成型精度。4、本专利技术连接区通过加厚补强，提高了复合材料筏架或基座的强度、抗疲劳性能和抗冲击强度，同时提高了复合材料筏架或基座的减隔振效果。附图说明图1为本专利技术筏架或基座的结构示意图；图2为本专利技术筏架或基座的成型流程示意图；图3为本专利技术“T” 型连接的安装过程示意图；图4为本专利技术“十”型连接的安装过程示意图；图5为本专利技术筏架或基座的主视图；图6为本专利技术筏架或基座的横剖视图；图7为本专利技术沿A-A方向的剖视图；图8为本专利技术沿B-B方向的剖视图；附图标记：1、上面板，2、下面板，3、横纵肋板。具体实施方式为使本专利技术的内容更明显易懂，以下结合具体实施例，对本专利技术进行详细描述。一种采用复合材料制备框架式筏架或基座的方法，包括以下步骤：步骤一、筏架或基座的结构分解根据筏架或基座的整体结构形式进行结构分解，分解为上面板、下面板和横纵肋板四部分，其中，横纵肋板包括多个横向筋板和纵向筋板，上面板与横纵肋板之间以及下面板与横纵肋板之间的连接方式均为“T”形插接，横向筋板和纵向筋板之间的连接方式为“十”形插接，最终得到分解方案，分解方案包括上面板、下面板和横纵肋板的个数以及尺寸；步骤二、复合材料分块结构成型、脱模根据步骤一得到的分解方案制作相配套的模具，并采用复合材料在相应模具上进行各分块结构成型，成型方法为真空辅助树脂注射成型工艺、模压成型工艺或树脂传递模塑成型工艺中的任一种，复合材料分块结构成型时还添加有阻尼层材料以提高复合材料筏架的阻尼性能，固化后进行脱模，得到各分块成型结构，备用；步骤三、分块成型结构机加工将步骤二中脱模的各分块成型结构进行机加工，根据步骤一得到的分解方案在各分块成型结构上加工定位槽或者连接槽，下面板加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用复合材料制备框架式筏架或基座的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、筏架或基座的结构分解根据筏架或基座的整体结构形式进行结构分解，共分解为上面板、下面板和横纵肋板四部分，其中，横纵肋板包括多个横向筋板和纵向筋板，上面板与横纵肋板之间以及下面板与横纵肋板之间的连接方式均为“T”形插接，横向筋板和纵向筋板之间的连接方式为 “十”形插接，最终得到分解方案，分解方案包括上面板、下面板和横纵肋板的数量以及尺寸；步骤二、复合材料分块结构成型、脱模根据步骤一得到的分解方案制作相配套的模具，并采用复合材料在相应模具上进行各分块结构成型，固化后进行脱模，得到各分块成型结构，备用；步骤三、分块成型结构机加工将步骤二中脱模的各分块成型结构进行机加工，根据步骤一得到的分解方案在各分块成型结构上加工定位槽或者交错连接槽，下面板加工成型用工艺孔，得加工后的分块结构，备用；步骤四、分块结构预装配对步骤三得到的加工后的分块结构按照筏架或基座的结构进行预装配；步骤五、粘接面粗糙化处理对步骤四中预装配后的待粘接面进行打磨处理，然后采用丙酮清理干净；步骤六、分块结构粘接根据步骤四中的预装配顺序进行粘接，在分块结构粘接面涂胶粘剂，先对下面板和横纵肋板进行粘接定位，然后粘接上面板；步骤七、粘接过渡区填充和连接区补强层成型步骤六中粘接完成后，采用环氧结构胶粘剂或者基体材料与气相二氧化硅混合配置的腻子对粘接区直角处进行过渡处理，然后对粘接好的每个连接处进行补强层成型，室温放置24小时固化；步骤八、加工开孔和表面修整将步骤七得到的筏架或基座根据安装需要进行开孔，并对上面板和下面板进行平面度加工，使上下表面水平；然后对表面进行整体打磨光滑，并涂刷基体材料，基体材料固化后即完成框架式筏架或基座的制备。...

【技术特征摘要】
1.一种采用复合材料制备框架式筏架或基座的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、筏架或基座的结构分解根据筏架或基座的整体结构形式进行结构分解，共分解为上面板、下面板和横纵肋板四部分，其中，横纵肋板包括多个横向筋板和纵向筋板，上面板与横纵肋板之间以及下面板与横纵肋板之间的连接方式均为“T”形插接，横向筋板和纵向筋板之间的连接方式为 “十”形插接，最终得到分解方案，分解方案包括上面板、下面板和横纵肋板的数量以及尺寸；步骤二、复合材料分块结构成型、脱模根据步骤一得到的分解方案制作相配套的模具，并采用复合材料在相应模具上进行各分块结构成型，固化后进行脱模，得到各分块成型结构，备用；步骤三、分块成型结构机加工将步骤二中脱模的各分块成型结构进行机加工，根据步骤一得到的分解方案在各分块成型结构上加工定位槽或者交错连接槽，下面板加工成型用工艺孔，得加工后的分块结构，备用；步骤四、分块结构预装配对步骤三得到的加工后的分块结构按照筏架或基座的结构进行预装配；步骤五、粘接面粗糙化处理对步骤四中预装配后的待粘接面进行打磨处理，然后采用丙酮清理干净；步骤六、分块结构粘接根据步骤四中的预装配顺序进行粘接，在分块结构粘接面涂胶粘剂，先对下面板和横纵肋板进行粘接定位，然后粘接上面板；步骤七、粘接过渡区填充和连接区补强层成型步骤六中粘接完成后，采用环氧结构胶粘剂或者基体材料与气相二氧化硅混合配置的腻子对粘接区直角处进行过渡处理，然后对粘接好的每个连接处进行补强层成型，室温放置24小时固化；步骤八、加工开孔和表面修整将步骤七得到的筏架或基座根据安装需要进行开孔，并对上面板和下面板进行平面度加工，使上下表面水平；然后对表面进行整体打磨光滑，并涂刷基体材料，基体材料固化后即完成框架式筏架或基...

【专利技术属性】
技术研发人员：康逢辉，杨瑞瑞，吴医博，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七二五研究所，
类型：发明
国别省市：河南;41