一种复合材料发射筒泡沫夹层结构及其一体化成型方法技术

本发明专利技术公开了一种复合材料发射筒泡沫夹层结构的一体化成型方法，包括：内结构层；外结构层；多组环筋，其沿内结构层的轴向间隔设置在内结构层和外结构层之间；其中，每组环筋包括：第一环筋，其包括第一环筋基体和第一环筋主体；第二环筋，其与第一环筋间隔设置，第二环筋包括第二环筋基体和第二环筋主体；以及多个加强区，其沿内结构层的周向阵列；加强区的两端分别与第一环筋和第二环筋接合；其中，第一环筋基体及第二环筋基体的轴向截面均为梯形，并且梯形的底面与内结构层接合；泡沫填充层，其设置内结构层和外结构层之间，并且位于第一环筋、第二环筋及加强区以外的空间。

A foam sandwich structure for composite launch tube and its integrated molding method

The invention discloses an integrated forming method for a composite material launcher cylinder foam sandwich structure, which comprises an inner structural layer, an outer structural layer, a plurality of ring bars, and an axial interval between the inner structural layers arranged between the inner structure layer and the outer structure layer; wherein, each ring reinforcement comprises a first ring reinforcement, which comprises a first ring reinforcement base body and a first ring rib main body; and the second ring reinforcement is connected with the first ring. The second ring reinforcement comprises a second ring reinforcing bar body and a second ring rib main body, and a plurality of reinforcing areas along the circumferential array of the inner structural layer; the two ends of the reinforcing zone are respectively connected with the first ring reinforcement and the second ring rib; wherein, the axial cross section of the first ring reinforcement base body and the second ring reinforcement base is all trapezoid, and the bottom surface of the trapezoidal shape is engaged with the inner structure layer; and the foam filling layer is provided. The space between the inner structure layer and the outer structure layer is located outside the first ring reinforcement, the second ring reinforcement and the reinforcing area.

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料发射筒泡沫夹层结构及其一体化成型方法
本专利技术属于复合材料发射筒
，特别涉及一种复合材料发射筒泡沫夹层结构及其一体化成型方法。
技术介绍
发射筒是导弹武器系统的重要组成部分，具有定向、支撑、起竖、调温、贮存等作用，而且导弹发射时发射筒承载极大的压力。现有的复合材料发射筒承载效率较低，重量较大。发射筒泡沫夹层结构作为一种新型结构形式，因具有质量轻，比强高、易与加工和改型、耐腐蚀、具有保温作用、可设计性强等优点已经被广泛应用于建筑、交通、舰船、航天航空等领域。但夹层结构纤维连续性问题一直是人们关注的一个问题，它会影响发射筒整体承载能力，引起发射筒出现裂纹、寿命减少等现象。现有技术中，发射筒泡沫夹层结构加强区成型技术是将整个加强块埋入泡沫块之间，导致加强区纤维与两侧环筋的纤维未形成连续，影响夹层结构的承载能力。此外，环筋车加工后与内结构层形成直角，会引起环筋根部应力集中现象。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种复合材料发射筒泡沫夹层结构，环筋与内结构层采用斜肩过渡，能够改善环筋根部应力集中现象。本专利技术的目的之二是提供一种复合材料发射筒泡沫夹层结构的一体化成型技术，加强区的纤维可以连续到两侧环筋，最大程度地保证了纤维连续性，提高层间强度，能够更好的提高复合材料加强区承载能力。本专利技术提供的技术方案为：一种复合材料发射筒泡沫夹层结构的一体化成型方法，包括：内结构层，其为圆筒状；外结构层，其为圆筒状，并且同轴套设在所述内结构层的外侧；多组环筋，其沿所述内结构层的轴向间隔设置在所述内结构层和所述外结构层之间；其中，每组环筋包括：第一环筋，其包括第一环筋基体和第一环筋主体；其中，所述第一环筋基体为环状，并且同轴接合在所述内结构层上；所述第一环筋主体为环状，并且所述第一环筋主体的内环面和外环面分别与所述第一环筋基体和所述外结构层接合；第二环筋，其与所述第一环筋间隔设置，所述第二环筋包括第二环筋基体和第二环筋主体；其中，所述第二环筋基体为环状，并且同轴接合在所述内结构层上；所述第二环筋主体为环状，并且所述第二环筋主体的内环面和外环面分别与所述第二环筋基体和所述外结构层接合；以及多个加强区，其沿所述内结构层的周向阵列；所述加强区的两端分别与所述第一环筋和所述第二环筋接合；其中，所述第一环筋基体及所述第二环筋基体的轴向截面均为梯形，并且所述梯形的底面与所述内结构层接合；泡沫填充层，其设置所述内结构层和所述外结构层之间，并且位于所述第一环筋、所述第二环筋及所述加强区以外的空间。优选的是，所述第一环筋基体和所述第二环筋基体的轴向截面均为等腰梯形。优选的是，所述等腰梯形的底角为5°～20°。优选的是，所述第二环筋主体和第二环筋主体的轴向截面为矩形；其中，所述第一环筋主体和所述第一环筋基体的接合面宽度相同；所述第二环筋主体和所述第二环筋基体的接合面宽度相同。一种复合材料发射筒泡沫夹层结构的一体化成型方法，包括如下步骤：步骤一、制作内结构层；步骤二、在所述内结构层上铺放第一环筋基体和第二环筋基体，进行固化后，将所述第一环筋基体和所述第二环筋基体的两侧分别加工出斜面；步骤三、在第一环筋基体和第二环筋基体之间安装泡沫填充层，并对所述泡沫填充层进行加压固定；步骤四、去除部分泡沫填充层，并在去除泡沫填充层的位置处铺放加强区，直到加强区的高度与所述第一环筋基体和所述第二环筋基体的高度相同；步骤五、同步铺放所述第一环筋主体、所述第二环筋主体和所述加强区，并进行固化；其中，在铺放过程中使加强区与其两侧的所述第一环筋主体和所述第二环筋主体保持连续，步骤六、制作外结构层，进行固化、脱模。优选的是，在所述步骤二中，固化制度为60～190℃，固化时间为6～30h。优选的是，在所述步骤三中，采用干纱缠绕对所述泡沫填充层进行加压固定；其中，缠绕干纱10～50团，每团纱张力范围为20～50N。优选的是，在所述步骤五中，所述第一环筋主体、所述第二环筋主体和所述加强区分别包括90°铺层，0°铺层和轴向倾斜±θ°铺层；其中，0°铺层和轴向倾斜±θ°铺层时，所述加强区与其两侧的所述第一环筋主体、所述第二环筋主体保持连续，0°＜θ°＜90°。优选的是，在所述步骤五中，固化制度为60～190℃，固化时间为6～30h。优选的是，所述内结构层的成型厚度为3～30mm，纤维体积含量为50％～70％；所述外结构层的成型厚度为3～40mm，纤维体积含量为50％～70％。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的复合材料发射筒泡沫夹层结构，环筋与内结构层采用斜肩过渡，能够改善环筋根部应力集中现象。本专利技术提供的复合材料发射筒泡沫夹层结构的一体化成型技术，加强区的纤维可以连续到两侧环筋，最大程度地保证了纤维连续性，提高层间强度，能够更好的提高复合材料加强区承载能力。附图说明图1为本专利技术所述的复合材料发射筒泡沫夹层结构分布示意图。图2为本专利技术所述的复合材料发射筒泡沫夹层结构的轴向剖面示意图。图3为本专利技术所述的加强区和环筋+θ°铺层预浸料铺放示意图。图4为本专利技术所述的加强区和环筋0°铺层的预浸料或碳布铺放示意图。图5为本专利技术所述的加强区和环筋90°铺层的铺放示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。如图1-2所示，本专利技术提供了一种复合材料发射筒泡沫夹层结构，包括：内结构层110(内筒)、外结构层120(外筒)、多组环筋130及泡沫填充层140。其中，每组环筋130包括间隔设置的环筋131、环筋132以及连接在环筋131和环筋132之间的一个或多个加强区133；并且加强区133沿发射筒的轴向设置。多组环筋130沿所述内结构层的轴向间隔设置在内结构层110和外结构层120之间；相邻两组环筋130之间以及同组的环筋131和环筋132之间在加强区133以外的空间内填充有泡沫填充层140；即内结构层110与外结构层120之间的空间被环筋131、环筋132、加强区133及泡沫填充层140填充满。其中，环筋131的底部131a和环筋132的底部132a(靠近内结构层处)轴向截面均为等腰梯形，并且所述等腰梯形的底面与内结构层110接合。环筋131的顶部131b和环筋132的顶部132b轴向截面均为矩形；并且环筋131顶部131b和环筋131底部131a的接合面宽度相同；环筋132顶部132b和环筋132底部132a的接合面宽度相同。本专利技术提供了一种复合材料发射筒泡沫夹层结构一体化成型方法，步骤如下：步骤一、成型发射筒内结构层，包括耐烧蚀层和主承载层。耐烧蚀层成型：模具表面涂覆耐烧蚀涂料，涂覆厚度为0.2～3mm，涂覆完成后在20℃～150℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合材料发射筒泡沫夹层结构，其特征在于，包括：/n内结构层，其为圆筒状；/n外结构层，其为圆筒状，并且同轴套设在所述内结构层的外侧；/n多组环筋，其沿所述内结构层的轴向间隔设置在所述内结构层和所述外结构层之间；/n其中，每组环筋包括：/n第一环筋，其包括第一环筋基体和第一环筋主体；/n其中，所述第一环筋基体为环状，并且同轴接合在所述内结构层上；所述第一环筋主体为环状，并且所述第一环筋主体的内环面和外环面分别与所述第一环筋基体和所述外结构层接合；/n第二环筋，其与所述第一环筋间隔设置，所述第二环筋包括第二环筋基体和第二环筋主体；/n其中，所述第二环筋基体为环状，并且同轴接合在所述内结构层上；所述第二环筋主体为环状，并且所述第二环筋主体的内环面和外环面分别与所述第二环筋基体和所述外结构层接合；以及/n多个加强区，其沿所述内结构层的周向阵列；所述加强区的两端分别与所述第一环筋和所述第二环筋接合；/n其中，所述第一环筋基体及所述第二环筋基体的轴向截面均为梯形，并且所述梯形的底面与所述内结构层接合；/n泡沫填充层，其设置所述内结构层和所述外结构层之间，并且位于所述第一环筋、所述第二环筋及所述加强区以外的空间。/n...

【技术特征摘要】
1.一种复合材料发射筒泡沫夹层结构，其特征在于，包括：
内结构层，其为圆筒状；
外结构层，其为圆筒状，并且同轴套设在所述内结构层的外侧；
多组环筋，其沿所述内结构层的轴向间隔设置在所述内结构层和所述外结构层之间；
其中，每组环筋包括：
第一环筋，其包括第一环筋基体和第一环筋主体；
其中，所述第一环筋基体为环状，并且同轴接合在所述内结构层上；所述第一环筋主体为环状，并且所述第一环筋主体的内环面和外环面分别与所述第一环筋基体和所述外结构层接合；
第二环筋，其与所述第一环筋间隔设置，所述第二环筋包括第二环筋基体和第二环筋主体；
其中，所述第二环筋基体为环状，并且同轴接合在所述内结构层上；所述第二环筋主体为环状，并且所述第二环筋主体的内环面和外环面分别与所述第二环筋基体和所述外结构层接合；以及
多个加强区，其沿所述内结构层的周向阵列；所述加强区的两端分别与所述第一环筋和所述第二环筋接合；
其中，所述第一环筋基体及所述第二环筋基体的轴向截面均为梯形，并且所述梯形的底面与所述内结构层接合；
泡沫填充层，其设置所述内结构层和所述外结构层之间，并且位于所述第一环筋、所述第二环筋及所述加强区以外的空间。


2.根据权利要求1所述的复合材料发射筒泡沫夹层结构，其特征在于，所述第一环筋基体和所述第二环筋基体的轴向截面均为等腰梯形。


3.根据权利要求2所述的复合材料发射筒泡沫夹层结构，其特征在于，所述等腰梯形的底角为5°～20°。


4.根据权利要求1或3所述的复合材料发射筒泡沫夹层结构，其特征在于，所述第二环筋主体和第二环筋主体的轴向截面为矩形；
其中，所述第一环筋主体和所述第一环筋基体的接合面宽度相同；所述第二环筋主体和所述第二环筋基体的接合面宽度相同。


5.一种复合材料发射筒泡沫夹层结构的一体化成型方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、制作内结构层；
...

【专利技术属性】
技术研发人员：商伟辉，林俊豪，王春雨，王利彬，周玉，林再文，
申请(专利权)人：长春长光宇航复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22