一种空腔结构件单元预制体及其制备方法与流程

本发明涉及航空航天领域，涉及一种空腔结构件单元预制体及其制备方法。

背景技术：

0、技术背景

1、复合材料是航天卫星主体结构件主要材料，在航天卫星主体结构件的制备过程中，轻量化和可靠性是相当重要的基础条件，在传统大型结构件预制体制备过程中，因材料和工艺的限制，往往将大尺寸构件分拆成多个中小型结构预制体，最后再将中小型结构预制体结合的方式进行制备。

2、然而航天结构件一体化结构是航天材料发展的必然趋势。在结构复杂的航天件设计过程中，一体化设计本身对设计要求比较高，且需要配套相应的工装模具，整一个成本代价是非常高的。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明说明了一种空腔结构件单元预制体及其制备方法，其特征在于：

2、s1、裁剪纤维布成8个连体正三角形纤维布形状，数量为n片，n为正整数；

3、s2、制备正三棱锥芯模；

4、s3、纤维布包裹芯模；

5、s4、缝合针缝合；

6、s5、拼接缝合；

7、s6、包覆缝合。

8、优选的，将纤维布裁剪成“丆”字形纤维布，“丆”的“一”由四块正三角形直线排布形成，“丆”的“丿”由四块正三角形直线排布形成，“丿”的一端与“一”的第二块或者第三块正三角形相连。

9、进一步的，所述“丆”字形纤维布可拼接为完整的纤维布，减少碳纤维的余量的浪费，裁剪“丆”字形纤维布方式如图2和图3所示；

10、进一步的，叠层“丆”字形纤维布至厚度1mm-8mm。

11、优选的，制备正三棱锥芯模；

12、进一步的，所述芯模表面有卡槽或者芯模能被缝合针穿刺。

13、优选的，在“丆”字形纤维布上绘制正三角形纹路，“丆”字形纤维布沿着纹路对正三棱锥芯模进行包裹，每次折叠均向内折叠；

14、进一步的，折叠完毕后，正三棱锥四个面均是2倍纤维布厚度；

15、进一步的，正三棱锥相邻面之间均有连续纤维连接。

16、优选的，对包裹好的纤维布进行缝合，缝合方式为临缝，缝合针密度在5mmx5mm~40mmx40mm。

17、优选的，制备第二个“丆”字形纤维布叠层，如图4编号，将“丆”字形叠层纤维布优先折叠至4面与8面重合的状态下，4面与8面与制备好的预制体其中一面进行贴合，贴合后进行缝合，缝合方式为临缝。

18、进一步的，放入正三棱锥芯模；

19、进一步的；对正三棱锥芯模进行包覆。

20、优选的，三棱锥数量达到4个，拼接成4倍大的正三棱锥，裁剪2倍边长的“丆”字形纤维布；

21、进一步的，2倍边长的“丆”字形纤维布叠层至1mm-8mm；

22、进一步的，2倍边长的“丆”字形纤维布叠层对5倍大的正三棱锥进行包覆，达到纤维的连续性效果。

23、进一步的，本技术适用于5倍大的正三棱锥，14倍大的正三棱锥，34倍大的正三棱锥。

24、进一步的，本技术的所制备的预制体形状可根据主体结构做调整。

技术特征：

1.一种空腔结构件单元预制体及其制备方法，其特征在于：

2.根据权利要求1所述一种空腔结构件单元预制体及其制备方法，其特征在于：将纤维布裁剪成“丆”字形纤维布；“丆”字形纤维布上绘制8个三角形的纹路；“丆”的“一”由四块正三角形直线排布形成；“丆”的“丿”由四块正三角形直线排布形成；“丿”的一端与“一”的第二块或者第三块正三角形相连。

3.根据权利要求2所述一种空腔结构件单元预制体及其制备方法，其特征在于：所述“丆”字形纤维布可拼接为完整的纤维布，减少碳纤维的余量的浪费。

4.根据权利要求1所述一种空腔结构件单元预制体及其制备方法，其特征在于：所述芯模为正三棱锥；所述芯模表面有卡槽或者芯模能被缝合针穿刺。

5.根据权利要求1所述一种空腔结构件单元预制体及其制备方法，其特征在于：“”字形纤维布沿着纹路折叠对正三棱锥芯模进行包裹，每次折叠均向内折叠；所述正三棱锥四个面均由2倍纤维布厚度包裹。

6.根据权利要求5所述一种空腔结构件单元预制体及其制备方法，其特征在于：正三棱锥预制体相邻面之间均有连续纤维。

7.根据权利要求1所述一种空腔结构件单元预制体及其制备方法，其特征在于：对包裹好的正三棱锥预制体进行缝合，缝合方式为临缝，缝合针密度在5mmx5mm~40mmx40mm。

8.根据权利要求1所述一种空腔结构件单元预制体及其制备方法，其特征在于：制备第m个“丆”字形纤维布叠层，m≥2且m为正整数，将“丆”字形叠层纤维布优先折叠至a面与a面重合的状态下，a面与a面与已制备好的正三棱锥预制体其中一面进行贴合，贴合后进行缝合，缝合方式为临缝，缝合针密度在5mmx5mm~40mmx40mm；放入第m个正三棱锥芯模，对第m个正三棱锥芯模进行包覆、缝合，缝合方式为临缝，缝合针密度在5mmx5mm~40mmx40mm。

9.根据权利要求1所述一种空腔结构件单元预制体及其制备方法，其特征在于：将正三棱锥组合成所需要的构件形状，用一张完整的纤维布进行整体包覆、缝合，缝合方式为临缝，缝合针密度在5mmx5mm~40mmx40mm。

技术总结本发明说明了一种正三棱锥的空腔结构件单元预制体及其制备方法，其展开图是可拼接的，降低了碳纤维布的损耗，而且该展开图所拼接的三棱锥面与面均有连续纤维，所制备的正三棱锥预制体稳定性更高，正三棱锥之间通过临缝的方式连接，拼接成所需要的结构件形状后，由完整的纤维布进行包裹做进一步连接。技术研发人员：王震,吴斌,曾彬,钟海炎,夏丹丽受保护的技术使用者：浙江航引新材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18