低残余应力层间混杂复合材料构件的制备方法和固化装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种低残余应力层间混杂复合材料构件的制备方法和装置，制备方法包括：将层间混杂复合材料制件密封在模具上；将密封后的制件固定在振动试验平台上；将层间混杂复合材料制件在振动实验平台中加热及保温处理，并在该过程施加机械振动和超声振动；对层间混杂复合材料制件进行快速降温和二次升温并完成层间混杂复合材料构件的后续固化

【技术实现步骤摘要】
低残余应力层间混杂复合材料构件的制备方法和固化装置


[0001]本专利技术涉及层间混杂复合材料固化成型
，具体涉及一种低残余应力层间混杂复合材料构件的制备方法和固化装置
。

技术介绍

[0002]层间混杂复合材料是在先进复合材料基础上发展起来的结构功能一体化复合材料，由两种或两种以上纤维作为增强体，与同一种树脂基体复合制成的新型复合材料，由于其制备简单，功能多样性优越
、
综合制造成本低，维修率低等诸多优点被广泛应用于航空航天等领域
。
在层间混杂复合材料制件固化过程中，由于不同纤维体系复合材料之间
、
纤维与树脂之间的热膨胀系数不匹配以及树脂化学收缩等原因，导致构件中会有较大的固化残余应力产生，而较大的残余应力将会引起构件的变形并影响其力学性能
。
[0003]快速温变是改善异质材料间热不匹配效应，提高构件成型精度的有效手段之一
。
层间混杂复合材料制件成型过程中，通过升温达到树脂基体凝胶点温度，采用
10
～r/>20℃/min本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种低残余应力层间混杂复合材料构件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)、
利用真空袋将待加工的层间混杂复合材料制件密封在模具上；
2)、
将密封好的所述待加工的层间混杂复合材料制件和模具整体固定在位于固化箱内的机械振动实验平台上；
3)、
采用电加热元件以第一升温速率将所述待加工的层间混杂复合材料制件从室温加热至第一温度并保温；在第一次加热的过程中，通过所述机械振动实验平台向所述待加工的层间混杂复合材料制件施加沿厚度方向的机械振动；且在第一次保温的指定时段内，通过超声振动辅助装置向所述待加工的层间混杂复合材料制件施加沿面内方向传递的超声振动；
4)、
第一次保温结束后，先使经所述步骤
3)
处理后的层间混杂复合材料制件从第一温度快速降温至室温，然后再采用电加热元件以第二升温速率将快速降温后的所述层间混杂复合材料制件从室温加热至第二温度并保温，最后随炉冷却后得到固化后的层间混杂复合材料构件；其中，所述第二升温速率大于所述第一升温速率，所述第二温度高于所述第一温度；所述步骤
1)
～步骤
4)
均通过抽真空装置对所述真空袋进行抽真空处理，使得层间混杂复合材料制件在整个过程始终处于真空负压状态
。2.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤
2)
中，利用压条通过螺栓连接方式将所述待加工的层间混杂复合材料制件固定在所述机械振动实验平台上，防止振动传递失真
。3.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤
3)
中，采用电加热元件对所述待加工的层间混杂复合材料制件进行第一次加热，具体的工艺参数为：所述第一升温速率为
1.2℃/min
～
1.8℃/min
，所述第一温度为
120℃
～
150℃
，第一次保温的时间为
20min
‑
35min。4.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤
3)
中，机械振动加速度为
5g
～
20g
，
g
＝
9.8m/s
；机械振动持续时间为第一次加热的整个过程
。5.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤
3)
中，在第一次保温开始后的前
1min
内加入
40s
～
50s
的超声振动，超声振动功率为
300W
～
800W
，超声振幅百分比为
40
％
。6.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤
4)
中，所述快速降温是采用液氮将经步骤
3)
处理后的所述层间混杂复合材料制件以
10℃/min
～
12℃/min<...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓波，张苗苗，湛利华，马博林，吴欣桐，
申请(专利权)人：兰州交通大学，
类型：发明
国别省市：