一种具有高面外压缩性能的复合材料加筋板制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有高面外压缩性能的复合材料加筋板，其特征在于：包括加强筋组件以及分别设在加强筋组件上下两端的蒙皮结构；所述的加强筋组件包括多个加强筋，每个加强筋截面为封闭的环形结构，所述的加强筋包括两个横向设置的蒙皮连接部以及两个纵向设置的筋板连接部，所述的蒙皮连接部用于与蒙皮连接，各个加强筋之间通过筋板连接部互相连接，各个筋板连接部之间相贴合。本实用新型专利技术提供的具有高面外压缩性能的复合材料加筋板，可周期性使用的加强筋截面设计，既保证了较低的材料使用，又具有较高的屈曲特征值，屈曲稳定性较好。性较好。性较好。

【技术实现步骤摘要】
一种具有高面外压缩性能的复合材料加筋板


[0001]本技术涉及复合材料领域，特别涉及一种高面外压缩性能的复合材料加筋板。

技术介绍

[0002]复合材料加筋板壳广泛应用于航空航天、风力发电、轨道交通等诸多领域，具有轻质高强、耐腐蚀耐环境性优异等特点，例如飞机机翼结构、机身结构、风电叶片等均采用这种材料及结构方式。
[0003]复合材料加筋板的失效模式多样，其中比较重要的就是面外压缩引起的加强筋屈曲失效，该种失效模式会导致在产品没有达到面外压缩极限强度时加强筋提前屈曲，降低加筋板承载能力直至产品破坏。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是为了克服上述问题，提供一种高面外压缩性能的复合材料加筋板。
[0005]为达到上述目的，本技术采用的方法是：一种具有高面外压缩性能的复合材料加筋板，其特征在于：包括加强筋组件以及分别设在加强筋组件上下两端的蒙皮结构；所述的加强筋组件包括多个加强筋，每个加强筋截面为封闭的环形结构，所述的加强筋包括两个横向设置的蒙皮连接部以及两个纵向设置的筋板连接部，所述的蒙皮连接部用于与蒙皮连接，各个加强筋之间通过筋板连接部互相连接，各个筋板连接部之间相贴合。
[0006]作为本技术的优选，所述的加强筋的蒙皮连接部与蒙皮之间为胶粘连接。
[0007]作为本技术的优选，所述的各个加强筋的筋板连接部之间通过胶粘连接。
[0008]作为本技术的优选，所述的筋板连接部在纵向的两端分别通过斜向连接段与蒙皮连接部的横向两端连接。
[0009]作为本技术的优选，所述的筋板连接部在纵向的长度为加强筋高度的0.55～0.58倍；且所述加强筋宽度为加强筋高度的0.35
‑
0.45倍。
[0010]作为本技术的优选，所述的斜向连接段与蒙皮连接部之间的夹角为97
‑
98
°
。
[0011]有益效果：
[0012]与现有技术相比，本技术提供的具有高面外压缩性能的复合材料加筋板，可周期性使用的加强筋截面设计，既保证了较低的材料使用，又具有较高的屈曲特征值，屈曲稳定性较好。
附图说明
[0013]图1是本申请实施例的具有高面外压缩性能的复合材料加筋板的结构示意图；
[0014]图2是本申请实施例的横截面视图；
[0015]图3是本申请实施例加强筋的结构示意图；
[0016]图4是本申请实施例加强筋的横截面视图；
[0017]图5是现有复合材料加筋板的横截面视图；
[0018]图6是现有I型筋屈曲分析的有限元分析结果；
[0019]图7是本申请实施例加强筋屈曲分析的有限元分析结果。
[0020]图中各部件为：
[0021]1、第一蒙皮；2、第二蒙皮；3、加强筋；301、蒙皮连接部；302、筋板连接部；303、斜向连接段。
具体实施方式
[0022]下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本技术，本实施例在以本技术技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围。
[0023]实施例1：
[0024]参照图1到图4，本实施例公开了一种高面外压缩性能的复合材料加筋板，包括第一蒙皮1、第二蒙皮2和加强筋组件，第一蒙皮1和第二蒙皮2分别设置在加强筋组件的上下两侧。加强筋组件由多个加强筋3拼接而成，加强筋3从结构上包含蒙皮连接部301及筋板连接部302，蒙皮连接部301为水平布置，筋板连接部302为位竖直布置，每个加强筋3包括两个蒙皮连接部301以及两个筋板连接部302。每个筋板连接部302的上下端分别通过斜向连接段303与蒙皮连接部301连接，从而将加强筋3构成一封闭的环形结构，斜向连接段303与蒙皮连接部301之间的夹角为97
‑
98
°
，本实施例中采用的是97.5
°
。筋板连接部302长度为加强筋3总高度的55
‑
58％，本实施例中采用的是56.67％,加强筋3的宽度也就是筋板连接部302的间距设定为加强筋总高度的35％
‑
45％，本实施例中，采用的是40％。
[0025]第一蒙皮1、第二蒙皮2为薄壁复合材料板壳结构，主要用以抵抗拉压及面内剪切载荷作用；各个加强筋3通过筋板连接部302相贴合，排列形成加强筋组件，主要用以抵抗板弯曲引起的面外剪切和拉压载荷作用，加强筋3也是复合材料制成。复合材料为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维或玄武岩纤维增强树脂基复合材料的一种或多种组合。本实施例中，第一蒙皮1、第二蒙皮2与加强筋3的蒙皮连接部301之间通过胶粘连接。各个加强筋3的筋板连接部302之间也是通过胶粘连接。
[0026]参照图5和图6，通过对加筋板进行承压受力分析，原始状态的I型加强筋结构，单根加强筋的屈曲特征值为0.011。参照图7，本实施例中，相同材料及厚度的加强筋结构，单杆加强筋的屈曲特征值为0.153，提高了13倍。该种结构方式既保证了较低的材料使用，又具有较高的屈曲特征值，屈曲稳定性较好。
[0027]本技术方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本技术的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有高面外压缩性能的复合材料加筋板，其特征在于：包括加强筋组件以及分别设在加强筋组件上下两端的蒙皮结构；所述的加强筋组件包括多个加强筋(3)，每个加强筋(3)截面为封闭的环形结构，所述的加强筋(3)包括两个横向设置的蒙皮连接部(301)以及两个纵向设置的筋板连接部(302)，所述的蒙皮连接部(301)用于与蒙皮连接，各个加强筋(3)之间通过筋板连接部(302)互相连接，各个筋板连接部(302)之间相贴合。2.根据权利要求1所述的一种具有高面外压缩性能的复合材料加筋板，其特征在于：所述的加强筋(3)的蒙皮连接部(301)与蒙皮之间为胶粘连接。3.根据权利要求1所述的一种具有高面外压缩性能的复合材料加筋板，其特征在于：所述的各个加强筋(3)的筋板连接部(302...

【专利技术属性】
技术研发人员：从庆，隋显航，张林，李光友，杨佳成，
申请(专利权)人：威海光威复合材料股份有限公司，
类型：新型
国别省市：