一种碳纤维复合材料桁架肋及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种碳纤维复合材料桁架肋及其制备方法，该碳纤维复合材料桁架肋为镂空网格状、长条板状结构，碳纤维复合材料桁架肋的外围为周向筋，内部设置有若干个内支撑筋和若干个过渡筋；周向筋为一矩形空腔结构；若干个内支撑筋在周向筋的矩形空腔结内呈+45°、‑45°、+45°、‑45°···交替设置，形成若干个网格；两个相邻内支撑筋之间通过过渡筋连接；其中，过渡筋与周向筋相接合。本发明专利技术旨在解决层合板肋、蜂窝夹层肋等常规复合材料结构不能达到航天器太阳翼阵面支撑骨架大尺寸、薄壁厚、轻量化、高承载要求的难题。

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维复合材料桁架肋及其制备方法
本专利技术属于复合材料
，尤其涉及一种碳纤维复合材料桁架肋及其制备方法。
技术介绍
航天器圆形太阳翼是一种大型的可展开、收拢的伞状机构，支撑肋是航天器圆形太阳翼重要组成部分，用于太阳翼阵面的支撑。现有支撑肋采用碳纤维复合材料制备，有蜂窝夹层结构、缠绕管结构、层合结构等多种结构形式，这些结构形式主要存在以下问题：(1)蜂窝夹层结构的支撑肋由上蒙皮、蜂窝芯、下蒙皮胶接复合而成，受蜂窝芯高度的制约，难以将结构整体厚度降低至3mm以内；(2)缠绕管结构的支撑肋采用纤维缠绕工艺成型，该支撑肋所需的缠绕芯模为外径小于3mm、长度大于4.5m的大细长比结构，其成型直线度以及结构刚度不能满足要求；(3)层合结构的支撑肋由不同铺层角度的预浸料层层铺叠成型，再采用机械加工方法加工其外形及肋内轮廓，该支撑肋含多种预浸料铺层角度，肋内机加后碳纤维被切断，无法保持连续，降低了纤维强度发挥，导致该结构承载效率较低，不能满足轻量化要求。进一步的，常用的复合材料成型工艺有手工铺层、自动缠绕等，这些成型工艺主要存在以下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳纤维复合材料桁架肋，其特征在于，碳纤维复合材料桁架肋为镂空网格状、长条板状结构，碳纤维复合材料桁架肋的外围为周向筋，内部设置有若干个内支撑筋和若干个过渡筋；/n周向筋为一矩形空腔结构；/n若干个内支撑筋在周向筋的矩形空腔结内呈+45°、-45°、+45°、-45°···交替设置，形成若干个网格；/n两个相邻内支撑筋之间通过过渡筋连接；其中，过渡筋与周向筋相接合。/n

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维复合材料桁架肋，其特征在于，碳纤维复合材料桁架肋为镂空网格状、长条板状结构，碳纤维复合材料桁架肋的外围为周向筋，内部设置有若干个内支撑筋和若干个过渡筋；
周向筋为一矩形空腔结构；
若干个内支撑筋在周向筋的矩形空腔结内呈+45°、-45°、+45°、-45°···交替设置，形成若干个网格；
两个相邻内支撑筋之间通过过渡筋连接；其中，过渡筋与周向筋相接合。


2.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料桁架肋，其特征在于，若干个内支撑筋±45°交替设置形成的若干个网格的密度沿碳纤维复合材料桁架肋的长度方向逐渐降低、幅宽逐渐收窄。


3.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料桁架肋，其特征在于，若干个碳纤维复合材料桁架肋呈辐射状设置，作为航天器圆形太阳翼的支撑骨架。


4.根据权利要求3所述的碳纤维复合材料桁架肋，其特征在于，碳纤维复合材料桁架肋的长度为4500mm，碳纤维复合材料桁架肋的厚度为3mm。


5.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料桁架肋，其特征在于，周向筋、内支撑筋和过渡筋的宽度均为3mm。


6.一种碳纤维复合材料桁架肋的制备方法，其特征在于，包括：
将外围限位单元块和内嵌限位单元块安装在平面铺层模具上，形成可供预浸窄带铺层的网格沟槽；其中，网格沟槽与待制备的碳纤维复合材料桁架肋的构型一致；
采用自动铺丝工艺成型，由纤维...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙天峰，武海生，刘少锋，檀傈锰，徐挺，吴跃民，田桂芝，刘佳，盛超，黎昱，陈维强，张所来，白银海，徐强，采勃，江新正，徐昀鑫，李艳杰，白金良，龙飞，纪然，王征，王中，谢静文，季平，陈浩，朱成明，张金山，
申请(专利权)人：北京卫星制造厂有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11