【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航空航天结构主承力构件制造，尤其涉及一种内置碳纤维加筋筒壳、加工模具及加工方法。
技术介绍
1、薄壁筒壳结构具有高比刚度和高比强度，在航空航天领域中，广泛采用网格加筋筒壳结构作为主要的连接及承载结构。在承受压缩载荷作用下，失稳是主要的破坏形式。在火箭发射过程中，薄壁筒壳结构由于过载承受着巨大的轴压载荷，易发生屈曲失稳，从而导致结构失效。因此薄壁筒壳结构在轴压工况下的极限承载能力是运载火箭等航天结构设计过程中的关键考核指标。在轴压工况下，加筋筒壳结构的主要破坏模式是屈曲失稳，包括结构整体失稳、蒙皮局部失稳、筋条局部失稳和材料塑性失稳。
2、为保证承载性能，会整体增加蒙皮厚度及加强筋厚度，但导致结构整体重量增加。航天装备由于其设计特性往往追求极致减重，现有结构通常采用铝合金或者其他合金钢材料，通过锻压、旋挤或机加等工艺加工，以上工艺存在生产周期较长、筋条精度难以保证等不同问题，因此还有待进一步改进。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种内置碳纤维加筋筒壳、加工模具及加工方法，在保证其承载性能的前提下，减轻了结构整体的重量，且碳纤维加强筋均匀、连续，加工难度较低。
2、本专利技术是通过以下技术方案予以实现：
3、一种内置碳纤维加筋筒壳，包括筒壳本体以及位于筒壳本体内侧的加强筋，所述筒壳本体为铝合金材质，采用旋压工艺加工一体成型，所述加强筋交叉设置于筒壳本体的内侧，为碳纤维材质，固定连接于所述筒
4、根据上述技术方案，优选地，所述加强筋交叉设置于筒壳本体的内侧，为碳纤维材质，通过铆接、粘接、激光焊接或者湿法缠绕中的一种或多种方式固定连接于所述筒壳本体的内侧。
5、根据上述技术方案，优选地，所述筒壳本体包括蒙皮、位于蒙皮两端的上端框和下端框，所述加强筋通过湿法缠绕置于蒙皮内侧。
6、根据上述技术方案，优选地，所述加强筋在蒙皮内表面形成交叉布置的网状结构，其圆周方向分为顺时针与逆时针方向，圆周方向共计6节点。
7、本申请同时公开了一种内置碳纤维加筋筒壳的加工模具，用于制造上述一种内置碳纤维加筋筒壳，包括上模具、下模具以及位于上模具、下模具之间的芯模，所述芯模外侧固定连接有多个纤维固定块，所述纤维固定块为带有弧度的菱形块，安装在所述芯模的外侧，各所述纤维固定块之间形成与所述加强筋形状相适配的网状结构。
8、根据上述技术方案，优选地，所述芯模包括内芯模和外芯模，各所述纤维固定块安装布设于外芯模的外侧。
9、根据上述技术方案，优选地，所述内芯模与外芯模之间沿圆周方向设置有多个限位孔，所述内芯模与外芯模在限位孔处通过限位螺栓、限位螺母保持固定。
10、根据上述技术方案，优选地，各所述纤维固定块通过内六角螺栓安装在外芯模外侧。
11、本申请还公开了一种内置碳纤维加筋筒壳的加工方法，基于上述一种内置碳纤维加筋筒壳的加工模具，包括如下步骤：
12、s1.将所述芯模固定在缠绕设备上，在各所述纤维限位块的间隔缝隙中涂抹缠脱模剂，将碳纤维沿着纤维固定块之间的间隔缝隙中进行缠绕；
13、s2.所述筒壳本体采用旋压工艺加工一体成型；
14、s3.将所述筒壳本体安装在芯模外侧，通过所述上模具、下模具将筒壳本体与带有碳纤维的芯模紧固在一起，置于固化炉中进行固化；
15、s4.依次拆卸上模具、下模具、芯模以及纤维固定块，形成内置碳纤维网格加筋筒壳。
16、本专利技术的有益效果是：
17、本专利技术提供一种内置碳纤维增强热塑性复合材料网格加筋筒壳及其加工模具和加工方法，可以在保证加筋筒壳结构稳定性能及承载性能的前提下，将铝合金材质加强筋替换为碳纤维缠绕加强筋，实现整体减重的目的；与此同时，碳纤维缠绕加强筋利用缠绕机采用湿法缠绕工艺进行加工，通过高温固化使得碳纤维缠绕加强筋与筒壳结合、稳固，通过此种方法所生产的碳纤维缠绕加强筋均匀、连续，具有更好的承载性能和更轻的重量。
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1.一种内置碳纤维加筋筒壳，其特征在于，包括筒壳本体(1)以及位于筒壳本体(1)内侧的加强筋(2)，所述筒壳本体(1)为铝合金材质，采用旋压工艺加工一体成型，
2.根据权利要求1所述一种内置碳纤维加筋筒壳，其特征在于，所述加强筋(2)交叉设置于筒壳本体(1)的内侧，为碳纤维材质，通过铆接、粘接、激光焊接或者湿法缠绕中的一种或多种方式固定连接于所述筒壳本体(1)的内侧。
3.根据权利要求2所述一种内置碳纤维加筋筒壳，其特征在于，所述筒壳本体(1)包括蒙皮(102)、位于蒙皮(102)两端的上端框(101)和下端框(103)，所述加强筋(2)通过湿法缠绕置于蒙皮(102)内侧。
4.根据权利要求3所述一种内置碳纤维加筋筒壳，其特征在于，所述加强筋(2)在蒙皮(102)内表面形成交叉布置的网状结构，其圆周方向分为顺时针与逆时针方向，圆周方向共计6节点。
5.一种内置碳纤维加筋筒壳的加工模具，用于制造权利要求3所述一种内置碳纤维加筋筒壳，其特征在于，包括上模具(4)、下模具(5)以及位于上模具(4)、下模具(5)之间的芯模(3)，
<...【技术特征摘要】
1.一种内置碳纤维加筋筒壳，其特征在于，包括筒壳本体(1)以及位于筒壳本体(1)内侧的加强筋(2)，所述筒壳本体(1)为铝合金材质，采用旋压工艺加工一体成型，
2.根据权利要求1所述一种内置碳纤维加筋筒壳，其特征在于，所述加强筋(2)交叉设置于筒壳本体(1)的内侧，为碳纤维材质，通过铆接、粘接、激光焊接或者湿法缠绕中的一种或多种方式固定连接于所述筒壳本体(1)的内侧。
3.根据权利要求2所述一种内置碳纤维加筋筒壳，其特征在于，所述筒壳本体(1)包括蒙皮(102)、位于蒙皮(102)两端的上端框(101)和下端框(103)，所述加强筋(2)通过湿法缠绕置于蒙皮(102)内侧。
4.根据权利要求3所述一种内置碳纤维加筋筒壳，其特征在于，所述加强筋(2)在蒙皮(102)内表面形成交叉布置的网状结构，其圆周方向分为顺时针与逆时针方向，圆周方向共计6节点。
5.一种内置碳纤维加筋筒壳的加工模具，用于制造权利要求3所述一种内置...
【专利技术属性】
技术研发人员：任明法，李国龙，刘奕君，孙伟召，刘德博，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
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