一种变厚度复合材料铺层方法技术

本发明专利技术提供一种变厚度复合材料铺层方法，该复合材料的前端为薄端，复合材料的后端为厚端，且厚度从前端至后端逐渐过渡；所述复合材料采用对称铺层设置，且采用以下铺层方法：前端铺层数为p，后端铺层数为q(q>p,p∈N+,q∈N+),则前后端铺层差Δ为：Δ＝q

【技术实现步骤摘要】
一种变厚度复合材料铺层方法


[0001]本专利技术专利涉及复合材料
，具体而言，涉及一种变厚度复合材料铺层方法。

技术介绍

[0002]纤维增强树脂基复合材料的成型制备常采用预浸料成型，该种成型方法具有含胶量准确、性能稳定优异、缺陷少、纤维方向准确等优点，被广泛应用于航空航天、轨道交通、海洋船舶等领域，是现今发展最为全面、研究最为深入的连续纤维增强复合材料成型工艺。
[0003]变厚度复合材料结构广泛使用于飞机、汽车等对产品流线型外形有要求的产品上，因此广泛使用预浸料模压成型工艺制备。
[0004]公开号为CN111098939A的一中国专利公开了一种复合材料铺层结构，包括设有多个对接相连后搭接补强的四边形腔的型材，四边形腔包括方腔和型腔，方腔的方形形状沿型材向型腔的梯形形状过渡。本专利技术还公开了一种复合材料车体。本专利技术还公开了一种复合材料铺层方法。上述复合材料铺层结构采用复合材料型材的铺层结构以及对接搭接的铺覆形式，解决了复杂断面复合材料拉挤型材垂直拉挤方向由多轴布对接引起的力学性能降低的问题。
[0005]但这种成型方法制得的产品中心面位置结合较弱，易发生分层导致产品开裂。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种变厚度复合材料铺层方法，种铺层方法将尺寸大小相近的布块尽可能地分离开，重新布局铺层分布使之更加合理，尽可能减少过渡端台阶可能引起的缺陷，显著降低变厚度复合材料制件的分层现象，提高复合材料制件的使用寿命。
[0007]本专利技术是这样实现的，一种变厚度复合材料铺层方法，该复合材料的前端为薄端，复合材料的后端为厚端，且厚度从前端至后端逐渐过渡；
[0008]所述复合材料采用对称铺层设置，且采用以下铺层方法：前端铺层数为p，后端铺层数为q(q>p,p∈N+,q∈N+),则前后端铺层差Δ为：Δ＝q
‑
p；
[0009]设n＝Δ+1，过渡铺层区布块编号规则如下：根据由大到小进行编号，分别号为1、2、3、
……
、n，编号1为通体铺贴布块，2号为过渡铺层区最大布块，3号其次，n号为最小布块；
[0010]总层数为n时，第t(t≤n)层铺层对应的布块编号为S
nt
，其中第1层S
n1
为最外侧铺层，第n层S
nn
为最内侧铺层；
[0011]过渡铺层区的铺层与布块之间满足下列公式要求：
[0012]当n为1时，Δ＝0，即复材铺层整体厚度一致，前端与后端等厚度，S
11
＝1；
[0013]当n为大于1的奇数时，设n＝2i
‑
1，i和j为正整数，
[0014]当n为偶数时，设n＝2i，i和j为正整数，
[0015]将铺层层数n与铺层铺序S
nt
用列表形式陈列如下：
[0016][0017]其中每行向下依次代表n＝1、2、3、4、...，
[0018]每列向右依次代表S
n1
、S
n2
、S
n3
、S
n4
、...。
[0019]进一步，将布块按照大小排序铺层时，同时将相邻的两个布块按照45度和
‑
45度铺层。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的复材铺层整体采用对称铺层设置避免热应力变形，该种铺层方法将尺寸大小相近的布块尽可能地分离开，重新布局铺层分布使之更加合理，尽可能减少过渡端台阶可能引起的缺陷，显著降低变厚度复合材料制件的分层现象，提高复合材料制件的使用寿命。
附图说明
[0021]图1是本申请实施例1的变厚度复合材料铺层方法的结构示意图；
[0022]图2是本申请实施例1的整体Mises应力仿真结果对比；
[0023]图3是本申请实施例1的整体变形仿真结果对比；
[0024]图4是本申请实施例1的后端局部应力仿真结果对比；
[0025]图5是本申请实施例1的过渡台阶部位应力仿真结果对比；
[0026]图6是本申请实施例2的铺层角度示意图；
[0027]图7是本申请实施例2的铺层示意图。
具体实施方式
[0028]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0029]以下结合具体实施例对本专利技术的实现进行详细的描述。
[0030]本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本专利技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装
置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0031]参照图1
‑
5所示，为本专利技术提供的较佳实施例。
[0032]实施例一：一种变厚度复合材料铺层方法，该复合材料的前端为薄端，复合材料的后端为厚端，且厚度从前端至后端逐渐过渡；
[0033]所述复合材料采用对称铺层设置，且采用以下铺层方法：前端铺层数为p，后端铺层数为q(q>p,p∈N+,q∈N+),则前后端铺层差Δ为：Δ＝q
‑
p；
[0034]设n＝Δ+1，过渡铺层区布块编号规则如下：根据由大到小进行编号，分别号为1、2、3、
……
、n，编号1为通体铺贴布块，2号为过渡铺层区最大布块，3号其次，n号为最小布块；
[0035]总层数为n时，第t(t≤n)层铺层对应的布块编号为S
nt
，其中第1层S
n1
为最外侧铺层，第n层S
nn
为最内侧铺层；
[0036]过渡铺层区的铺层与布块之间满足下列公式要求：
[0037]当n为1时，Δ＝0，即复材铺层整体厚度一致，前端与后端等厚度，S
11
＝1；
[0038]当n为大于1的奇数时，设n＝2i
‑
1，i和j为正整数，
[0039]当n为偶数时，设n＝2i，i和j为正整数，
[0040]将铺层层数n与铺层铺序S
nt
用列表形式陈列如下：
[0041][0042]其中每行向下依次代表n＝1、2、3、4、...，
[0043]每列向右依次代表S
n1
、S
n2
、S
n3
、S
n4
、...。
[0044]本实施例中，前端总厚度为4mm，单层复合材料厚度为0.2mm，则前端总层数为20层，对称铺设则本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变厚度复合材料铺层方法，其特征在于，该复合材料的前端为薄端，复合材料的后端为厚端，且厚度从前端至后端逐渐过渡；所述复合材料采用对称铺层设置，且采用以下铺层方法：前端铺层数为p，后端铺层数为q(q>p,p∈N+,q∈N+),则前后端铺层差Δ为：Δ＝q
‑
p；设n＝Δ+1，过渡铺层区布块编号规则如下：根据由大到小进行编号，分别号为1、2、3、
……
、n，编号1为通体铺贴布块，2号为过渡铺层区最大布块，3号其次，n号为最小布块；总层数为n时，第t(t≤n)层铺层对应的布块编号为S
nt
，其中第1层S
n1
为最外侧铺层，第n层S
nn
为最内侧铺层；过渡铺层区的铺层与布...

【专利技术属性】
技术研发人员：丛庆，曾秋云，李晓林，
申请(专利权)人：威海光威复合材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：