一种预应力双稳态复合材料结构及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种新型预应力双稳态复合材料薄壳结构，包括由复合纤维铺层热压形成的薄壳，复合纤维包括有经过预应力技术处理的纤维铺层，复合纤维铺层材料包含长纤维织物和树脂，该双稳态结构在伸展及其卷曲构型下都可稳定存在，在外界激励下可实现稳态结构的重复转变，并可作为一种安全铰链组件结构。本发明专利技术提出一种基于纤维预应力技术制备双稳态复合材料结构的方法，包括纤维的预应力处理；复合材料的铺层及合模；复合材料结构的热压固化成型；脱模及预处理。可实现在不增加材料质量、几何构型的情况下，对结构内应力进行调节，从根本上提高双稳态结构的综合性能，并实现对结构稳态和形变特性的调控，使其在航空航天等领域发挥更大的优势。

【技术实现步骤摘要】
一种预应力双稳态复合材料结构及其制造方法
本专利技术涉及机械结构
，尤其涉及一种预应力双稳态复合材料薄壳结构的设计及制造方法。
技术介绍
双稳态复合材料结构是一种基于高分子基复合材料制备的一种薄壳结构，存在伸展和卷曲两种稳定构型，并可在外界激励下实现稳态构型的重复转变。由于该结构在轻量化、耐腐蚀、可简化传统的机械铰接机构，以及优化气动效率等方面的优势，使其不仅在飞机起落架，而且在飞机机翼、大型风力发电机叶片及航空宇航方面构建大伸缩比的可延展/折叠的三维空间结构的设计和制造方面有着很高的经济价值及广阔的应用前景。但是随着航空航天工业的发展，对可形变结构的承拉/压能力提出了更高的要求，亟需对结构的力学性能和功能性能进行改进，以适应日益增长的设计需求。
技术实现思路
本专利技术对上述问题进行了改进，即本专利技术要解决的技术问题是双稳态复合材料结构稳态构型及形变特性的不可调控性。本专利技术的具体实施方案是：一种新型预应力双稳态复合材料薄壳结构，包括由复合纤维铺层热压形成的薄壳，所述复合纤维包括有经过预应力技术处理的纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型预应力双稳态复合材料薄壳结构，其特征在于，包括由复合纤维铺层热压形成的薄壳，所述复合纤维包括有经过预应力技术处理的纤维铺层，所述复合纤维铺层材料包含长纤维织物和树脂。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型预应力双稳态复合材料薄壳结构，其特征在于，包括由复合纤维铺层热压形成的薄壳，所述复合纤维包括有经过预应力技术处理的纤维铺层，所述复合纤维铺层材料包含长纤维织物和树脂。


2.根据权利要求1所述的一种新型预应力双稳态复合材料薄壳结构，其特征在于，所述预应力技术处理为在纤维的屈服极限内对纤维铺层施加预应力，在移除预应力后纤维会经历弹性或黏弹性恢复，并在薄壳结构内部产生压应力，使结构内应力实现从拉应力到零、再到压应力的转变。


3.根据权利要求1所述预应力双稳态薄壳结构，其特征在于，所述纤维织物为脆性纤维或韧性纤维，所述树脂为环氧树脂、不饱和聚酯、乙烯基酯树脂、聚乙烯、聚丙烯、聚乳酸树脂中的任一种。


4.根据权利要求3所述预应力双稳态薄壳结构，其特征在于，所述脆性纤维为玻璃纤维、碳纤维、硼纤维或玄武岩纤维中的一种；所述韧性纤维为尼龙纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维，蝉丝蛋白纤维或大麻类植物纤维中的一种。


5.根据权利要求1所述预应力双稳态薄壳结构，其特征在于，所述纤维织物为双向纤维织物时，铺层采用对称铺层结构；所述纤维织物为单向纤维织物时...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冰，钟舜聪，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建;35