一种复合材料梁结构制造技术

本实用新型专利技术提供一种复合材料梁结构，涉及航空航天技术领域，包括相对设置的第一腹板、第二腹板，以及设置于所述第一腹板与所述第二腹板之间的夹层结构；所述第一腹板与所述第二腹板的材质均为碳纤维复合材料或玻璃纤维复合材料。本实用新型专利技术提供的复合材料梁结构，通过将梁结构设计为分体式结构，并选用碳纤维复合材料作为第一腹板与第二腹板的材质，与位于第一腹板与第二腹板之间的夹层结构相配合，使得该复合材料梁结构在满足力学性能的基础上，最大程度的减轻梁结构的重量，并降低该复合材料梁结构的制造难度，降低制造成本。

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料梁结构
本技术涉及航空航天
，具体而言，涉及一种复合材料梁结构。
技术介绍
梁是航空航天领域和轨道交通领域的主承力结构之一；航空航天领域中，梁是飞机机翼主要的纵向受力件，主要承受剪力和弯矩。传统的飞机梁结构一般由金属材料经机加工而成，密度较大，重量较重，不利于减重，也不利于提升飞机的机动性能和燃油经济性。
技术实现思路
本技术解决的问题是目前飞机的梁结构重量较重。为解决上述问题，本技术提供一种复合材料梁结构，包括相对设置的第一腹板、第二腹板，以及设置于所述第一腹板与所述第二腹板之间的夹层结构；所述第一腹板与所述第二腹板的材质均为碳纤维复合材料或玻璃纤维复合材料。可选地，所述第一腹板与所述第二腹板均包括板状结构的腹板本体，以及分别位于所述腹板本体两侧，且与所述腹板本体垂直连接的上翻边区域与下翻边区域；所述上翻边区域与所述下翻边区域的延伸方向相同，使得所述第一腹板与所述第二腹板均呈C字型。可选地，所述夹层结构包括板状结构的泡沫芯层，所述泡沫芯层位于两个相对设置的所述腹板本体之间。可选地，所述夹层结构还包括上缘条和下缘条，所述上缘条设置于两个相对设置的所述上翻边区域之间；所述下缘条设置于两个相对设置的所述下翻边区域之间。可选地，所述上缘条、所述下缘条均与所述泡沫芯层固定连接。可选地，所述上缘条、所述下缘条的材质均为碳纤维复合材料。可选地，所述腹板本体包括第一复合材料铺层结构，所述第一复合材料铺层结构包括0°铺层、±45°铺层、90°铺层。可选地，所述第一复合材料铺层结构中所述0°铺层、所述±45°铺层、所述90°铺层的铺层比例范围为(3～2)：(5～6)：2。可选地，所述上翻边区域、所述下翻边区域均包括第二复合材料铺层结构；所述第二复合材料铺层结构包括0°铺层、±45°铺层、90°铺层。可选地，所述第二复合材料铺层结构中所述0°铺层、所述±45°铺层、所述90°铺层的铺层比例范围为(4～5)：4：(2～1)。与现有技术相比，本技术提供的复合材料梁结构具有如下优势：本技术提供的复合材料梁结构，通过将梁结构设计为分体式结构，并选用碳纤维复合材料作为第一腹板与第二腹板的材质，与位于第一腹板与第二腹板之间的夹层结构相配合，使得该复合材料梁结构在满足力学性能的基础上，最大程度的减轻梁结构的重量，并降低该复合材料梁结构的制造难度，降低制造成本。附图说明图1为本技术所述的复合材料梁结构的爆炸图。附图标记说明：1-第一腹板；11-第一腹板本体；12-第一上翻边区域；13-第一下翻边区域；2-第二腹板；21-第二腹板本体；22-第二上翻边区域；23-第二下翻边区域；3-夹层结构；31-泡沫芯层；32-上缘条；33-下缘条。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中表示，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制，基于本技术的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在本技术的描述中，需要理解的是，术语此外，术语“第一”、“第二”仅用于简化描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性，或隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定为“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。为使本技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施例做详细的说明。为解决目前飞机的梁结构重量较重的问题，本技术提供一种复合材料梁结构，参见图1所示，该复合材料梁结构包括相对设置的第一腹板1、第二腹板2，以及设置于第一腹板1与第二腹板2之间的夹层结构3；第一腹板1与第二腹板2的材质均为碳纤维复合材料。由于梁是飞机翼的主要纵向受力件，因此，对于梁结构的力学性能具有较高的要求；本申请利用碳纤维复合材料或玻璃纤维复合材料具有比强度高、比模量大、可设计性强的优点，通过设置于两侧的第一腹板1与第二腹板2选用碳纤维复合材料或玻璃纤维复合材料，并进一步在第一腹板1与第二腹板2之间设置夹层结构3，利用夹层结构3来进一步提高梁结构的强度，从而使得该复合材料梁结构在保证力学性能满足受力需求的基础上，减轻梁结构的重量，从而提升飞机的机动性能以及燃油经济性，推动复合材料作为飞机梁结构在航空航天领域的广泛应用。此外，由于碳纤维复合材料以及玻璃纤维复合材料均具有各向异性的优点，通过选用碳纤维复合材料或玻璃纤维复合材料材质，还可根据梁结构的受力特点，对复合材料的铺层方式进行优化，从而在保证该梁结构在满足力学性能的基础上，最大限度的减轻梁结构的重量。其中第一腹板1、夹层结构3以及第二腹板2之间均可通过胶接的方式进行固定连接；本申请通过将复合材料梁结构设计为包括第一腹板1、夹层结构3、第二腹板2的分体式结构，与传统的采用碳纤维或玻璃纤维预浸料整体成型方式来制造一体式结构的梁结构相比，在保证梁结构力学性能的基础上，大大降低了制造难度，降低了制造成本。本申请中的第一腹板1与第二腹板2均包括板状结构的腹板本体，以及分别位于腹板本体两侧，且与腹板本体垂直连接的上翻边区域与下翻边区域；上翻边区域与下翻边区域也均为板状结构；上翻边区域与下翻边区域的延伸方向相同，使得第一腹板1与第二腹板2均呈C字型。具体的，第一腹板1包括板状结构的第一腹板本体11，以及分别位于第一腹板本体11两侧的第一上翻边区域12以及第一下翻边区域13，第一上翻边区域12、第一下翻边区域13以及第一腹板本体11共同围合构成一C字型结构；同样，第二腹板2包括板状结构的第二腹板本体21，以及分别位于第二腹板本体21两侧的第二上翻边区域22以及第二下翻边区域23，第二上翻边区域22、第二下翻边区域23以及第二腹板本体21共同围合构成一C字型结构；由于第一腹板1与第二腹板2相对设置，且第一腹板1与第一腹板2之间设置有夹层结构3，因此，第一腹板1与第二腹板2的尺寸不同，本申请优选第一腹板1的尺寸小于第二腹板2的尺寸，即第一腹板1位于第二腹板2内。本申请中的第一腹板1以及第二腹板2均可采用碳纤维或玻璃纤维在阳模铺贴，热压罐成型；在制造过程中可根据梁结构的受力特点来对第一腹板1以及第二腹板2进行相应的铺层设计；本申请通过将第一腹板1以及第二腹板2均设计为C字型结构，并结合受力特点进行相应的铺层设计，能够大大提高复合材料梁结构的承载能力。具体的，第一腹板本体11以及第二腹板本体21的位置主要承受剪切载荷，为提高腹板区域的力学性能，本申请中的夹层结构3包括板状结构的泡沫芯层31，该泡沫芯层31位于两个相对设置的腹板本体之间，即泡沫芯层31位于第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合材料梁结构，其特征在于，包括相对设置的第一腹板(1)、第二腹板(2)，以及设置于所述第一腹板(1)与所述第二腹板(2)之间的夹层结构(3)；所述第一腹板(1)与所述第二腹板(2)的材质均为碳纤维复合材料或玻璃纤维复合材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合材料梁结构，其特征在于，包括相对设置的第一腹板(1)、第二腹板(2)，以及设置于所述第一腹板(1)与所述第二腹板(2)之间的夹层结构(3)；所述第一腹板(1)与所述第二腹板(2)的材质均为碳纤维复合材料或玻璃纤维复合材料。


2.如权利要求1所述的复合材料梁结构，其特征在于，所述第一腹板(1)与所述第二腹板(2)均包括板状结构的腹板本体，以及分别位于所述腹板本体两侧，且与所述腹板本体垂直连接的上翻边区域与下翻边区域；所述上翻边区域与所述下翻边区域的延伸方向相同，使得所述第一腹板(1)与所述第二腹板(2)均呈C字型。


3.如权利要求2所述的复合材料梁结构，其特征在于，所述夹层结构(3)包括板状结构的泡沫芯层(31)，所述泡沫芯层(31)位于两个相对设置的所述腹板本体之间。


4.如权利要求3所述的复合材料梁结构，其特征在于，所述夹层结构(3)还包括上缘条(32)和下缘条(33)，所述上缘条(32)设置于两个相对设置的所述上翻边区域之间；所述下缘条(33)设置于两个相对设置的所述下翻边区域之间。


5.如权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：张佳卫，郭红军，张达，涂尚平，聂常海，
申请(专利权)人：常州启赋安泰复合材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32