【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及复合材料方管制备，具体涉及一种碳纤维结构件及其制备方法。
技术介绍
1、方管是一种常见的管件，被广泛应用构筑各种结构件，例如，在车辆的车身的构建等。随着树脂基复合材料的出现，基于树脂基复合材料成型的方管也随之出现，并由于其相比于方钢具备防锈功能、轻量化等优点，而得到广泛应用。
2、现有的树脂基树脂基复合材料成型的方管的成型方法一般有模压成型、缠绕工艺成型及真空制袋成型，其中，模压成型需要有芯轴，在成型后抽出芯轴，其弊端在于对于较长规格的方管，抽芯困难；缠绕工艺成型，纤维的铺贴角度无法选择，综合力学性能较差；因此，更多的采用真空袋制袋成型。然而，真空制袋成型在成型圆管时具有其优势，但在成型方管时，其容易使得方管的四个直角转角无法夯实，易出现缺脂、分层、错位褶皱等缺陷。
3、易于理解，方管的抗弯强度要远高于圆管。这是因为，方钢管由于其截面的直角转角，通常具有较高的耐弯性能，能够承受和分散外来压力；而圆管由于其曲面转角，具有更好的弯曲性能，能够适应曲线形状的需要。换言之，方管抗弯强度远高于圆管的原因之一即在于其直角转角，若直角转角存在前述无法压实的缺陷，直角转角的功能将被弱化，并趋向于曲面转角，将导致抗弯强度的显著下降。
技术实现思路
1、本申请提出通过两个槽件粘合来实现方管的成型的方案，旨在避免圆角处的缺陷，提高方管的抗弯强度，但由于其层间结合的问题，其抗弯强度仍有可进一步提升的空间，遂提出本案。
2、本专利技术的目的之一在于提供一种碳
3、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
4、碳纤维结构件，呈方管状，其包括：
5、第一槽件，所述第一槽件为树脂基复合材料，所述第一槽件的槽底设有凸台，所述凸台的两侧与所述第一槽件的两个腿内壁间形成限位槽；
6、第二槽件，所述第二槽件为树脂基复合材料，所述第二槽件的腰高对应于所述第一槽件的槽宽，所述第二槽件的腿宽对应于所述第一槽件的槽深，所述第二槽件的腿厚对应于所述限位槽的槽宽，所述第二槽件与所述第一槽件槽口相对以扣合成方管；
7、外包覆层，所述外包覆层为碳纤维树脂材料，碳纤维沿所述方管的周向包覆，包覆圈数不小于一圈半，所述树脂浸润所述碳纤维并固化成型。
8、优选地，所述限位槽的深度大于2mm。
9、优选地，所述第二槽件的腿外侧端部形成倒角，所述倒角尺寸大于所述第一槽件的腿内侧根部的圆角尺寸。
10、优选地，所述第一槽件的腿内壁形成0.5-2mm且粗糙度大于ra25的内树脂层，所述第二槽件的腿外壁形成0.5-2mm且粗糙度大于ra25的外树脂层。
11、优选地，所述外树脂层上形成有斜向交错的滚刀纹路，所述滚刀纹路在所述第二槽件的腰边缘位置汇聚形成用作导胶口的三角交错区，所述交错区的宽度大于3mm。
12、优选地，所述内树脂层上形成有若干道竖直插槽。
13、优选地，所述第一槽件的腿内侧端部形成30°-45°的导流角。
14、本专利技术的再一目的在于提供一种碳纤维结构件的制备方法，用于制备如前所述的碳纤维结构件，其包括：
15、s1、采用树脂基复合材料分别制备所述第一槽件及所述第二槽件，成型所述第一槽件时，所述第一槽件的槽底侧的纤维层数多于其腿部的纤维层数以成型所述凸台；
16、s2、铣削所述凸台的两侧边缘，成型所述限位槽；修整所述第一槽件或所述第二槽件的腿宽，使所述第二槽件的腿宽对应于所述第一槽件的槽深；
17、s3、将所述第二槽件相向扣合在所述第一槽件中，使所述第二槽件的腿外壁贴合所述第一槽件的腿内壁，使所述第二槽件的腿端部插设在所述第一槽件的限位槽中，以扣合成所述方管；
18、s4、在所述方管周向包覆碳纤维，在所述第一槽件的腰部位置布置导流管，真空辅助树脂灌注成型。
19、进一步地，在所述s1中还包括在所述第一槽件的腿内壁形成0.5-2mm的内树脂层，以及，在所述第二槽件的腿外壁形成0.5-2mm的外树脂层；
20、在所述s2中还包括糙化所述内树脂层及所述外树脂层使其粗糙度大于ra25；
21、以及，在所述外树脂层上加工成型滚刀纹路，所述滚刀纹路在所述第一槽件的腰边缘位置汇聚形成用作导胶口的三角交错区，所述交错区的宽度大于3mm；和/或，在所述内树脂层上加工成型有若干道竖直插槽。
22、进一步地，所述第一槽件及所述第二槽件通过模压成型。
23、采用上述技术方案后，本专利技术与
技术介绍
相比，具有如下优点：
24、1.本专利技术通过在第一槽件的限位槽与第二槽件的腿部的适配，使得当弯曲力垂直作用于槽件的腿部时，凸起作为支撑第二槽件的腿部的受力点，防止第二槽件的腿部向内弯曲而产生剪切力使得第二槽件的腿外壁与第一槽件的腿内壁形变分离；也使得当弯曲力垂直作用于槽件的腰部时，限位槽对第二槽件的腿部进行限位，防止其向中心弯曲形变而使得结合面剪切降低抗弯强度。
25、2.本专利技术通过在方管的周向包覆碳纤维树脂材料，一方面使得方管从视觉上接近一体成型，外观美观，另一方面，充分利用了碳纤维材料沿纤维轴方向有很高的强度和模量的特点，紧紧束缚第一槽件与第二槽件，使其抗弯强度进一步提高。
26、3.本专利技术通过在第一槽件的腿内壁及第二槽件的腿外壁设置树脂层，一方面在第二槽件的腰高高于第一槽件的槽宽时，富有加工余量；另一方面，通过两树脂层与粘合树脂的同材料结合，提高了层间界面的结合力。
27、4.本专利技术通过在第二槽件的外树脂层上设置斜向交错的滚刀纹路，并在靠近第二槽件的腰边缘位置汇聚形成导胶口，以便于树脂的均匀分布，提高结合面的均匀性，另一方面，利用固化在斜向的滚刀纹路中的树脂，使得第一槽件的腿内壁与第二槽件的腿外壁在槽口方向难以分离，进一步提高抗剪切力，进而提高抗弯曲能力。
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1.碳纤维结构件，呈方管状，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的碳纤维结构件，其特征在于：所述限位槽的深度大于2mm。
3.如权利要求1所述的碳纤维结构件，其特征在于：所述第二槽件的腿外侧端部形成倒角，所述倒角尺寸大于所述第一槽件的腿内侧根部的圆角尺寸。
4.如权利要求1所述的碳纤维结构件，其特征在于：所述第一槽件的腿内壁形成0.5-2mm且粗糙度大于Ra25的内树脂层，所述第二槽件的腿外壁形成0.5-2mm且粗糙度大于Ra25的外树脂层。
5.如权利要求4所述的碳纤维结构件，其特征在于：所述外树脂层上形成有斜向交错的滚刀纹路，所述滚刀纹路在所述第二槽件的腰边缘位置汇聚形成用作导胶口的三角交错区，所述交错区的宽度大于3mm。
6.如权利要求5所述的碳纤维结构件，其特征在于：所述内树脂层上形成有若干道竖直插槽。
7.如权利要求5或6所述的碳纤维结构件，其特征在于：所述第一槽件的腿内侧端部形成30°-45°的导流角。
8.碳纤维结构件的制备方法，用于制备如权利要求1-7任一项所述的碳纤维结构件，
9.如权利要求8所述的碳纤维结构件的制备方法，其特征在于：
10.如权利要求9所述的碳纤维结构件的制备方法，其特征在于：所述第一槽件及所述第二槽件通过模压成型。
...【技术特征摘要】
1.碳纤维结构件，呈方管状，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的碳纤维结构件，其特征在于：所述限位槽的深度大于2mm。
3.如权利要求1所述的碳纤维结构件，其特征在于：所述第二槽件的腿外侧端部形成倒角，所述倒角尺寸大于所述第一槽件的腿内侧根部的圆角尺寸。
4.如权利要求1所述的碳纤维结构件，其特征在于：所述第一槽件的腿内壁形成0.5-2mm且粗糙度大于ra25的内树脂层，所述第二槽件的腿外壁形成0.5-2mm且粗糙度大于ra25的外树脂层。
5.如权利要求4所述的碳纤维结构件，其特征在于：所述外树脂层上形成有斜向交错的滚刀纹路，所述滚刀纹路...
【专利技术属性】
技术研发人员：秦远斌，张丽丽，张启超，梁金煌，赵雁云，
申请(专利权)人：威驰腾福建汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：
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