[发明专利]回转体预制体的制备方法及回转体的制备方法

说明书

本发明公开一种回转体预制体的制备方法及回转体的制备方法，回转体的制备方法包括回转体预制体的制备方法。制备方法，以预设回转体的第一主体的任意一点的外径，获得卷曲轴的第二主体的任意一点的外径，第一翻边和第二翻边各自以倾斜角转化为第一斜边和第二斜边，来制备卷曲轴；在卷曲轴上一体编织出第三主体、第三斜边及第四斜边，第三斜边和第四斜边分别与第三主体的轴线倾斜一定角度，给第三斜边和第四斜边向外弯折提供了弯折余量，使两个翻边与第一主体之间的纱线连续，两个翻边和主体一体，基质材料固化后，加强第一翻边、第二翻边与主体之间的连接强度。

技术领域

本发明属于三维编织预制体领域，具体涉及一种回转体预制体的制备方法及回转体的制备方法。

背景技术

回转体异形结构是机械零件设计中常用的结构，通常用高性能纤维增强复合材料作为纤维增强体来制备成型，为了将回转体与其他部件连接，需要在回转体的轴向两端边缘处制备出带翻边结构，该翻边结构一般垂直于回转体的轴向方向；或者有些需要翻边结构与回转体的轴向方向形成一定的角度。

传统具有翻边的回转体的制备方法中，回转体的主体采用高性能纤维复合材料进行编织，以形成编织体，再向编织体内注入基质材料，待基质材料固化后，以形成所需强度的主体；回转体的两个翻边通常采用金属锻造，最终将主体与翻边连接在一起，以形成回转体。

但金属材料是相较于复合材料更重的材料，增加回转体的重量，同时，翻边和主体单独制造后，再将翻边与主体连接，主体与翻边的材质不同，当二者连接后，二者的连接强度差，尤其当回转体作为结构件使用时，会引起主体与翻边之间出现开裂现象。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题是在于现有的回转体的主体和翻边分别制造，导致主体和翻边的连接强度差，会引起回转体的主体与翻边之间的强度低，出现开裂现象。

为此，本发明提供一种回转体预制体的制备方法，包括如下步骤：

S10：根据预设回转体的第一主体的任意一点的外径R_1i，获取预设卷曲轴的第二主体的任意一点的外径r_i；将预设回转体的第一翻边的长度L₀₂和第二翻边的长度L₀₃分别以相对于第二主体的轴线形成的第一倾斜角θ₁和第二倾斜角θ₂转换为第一斜边的长度L₁₂和第二斜边的长度L₁₃，以制备出第二主体与第一主体的轴向长度相等的卷曲轴；

S20：若干经纱线沿卷曲轴的圆周方向分别绕在卷曲轴的第二主体、第一斜边及第二斜边上；纬纱线沿卷曲轴的轴向与经纱线交织，在第二主体、第一斜边、第二斜边上分别编织出第三主体、第三斜边及第四斜边，以形成一体编织的编织体；

S30：将编织体的第三主体绕在芯模的本体上，将第三斜边和第四斜边分别贴着芯模的第一模翻边和第二模翻边弯折，以形成第一主体预制体、第一翻边预制体和第二翻边预制体。

可选地，上述的回转体预制体的制备方法，在S10步骤之前，还包括S0步骤：

根据预设回转体上任意一点的内型面半径R_0i和外型面半径R_1i，获得预设回转体上任意一点的厚度T_0i；

选定预设第三主体在芯模上的缠绕圈数s，s≥1；

将预设回转体上任意一点的厚度T_0i，按照缠绕圈数s对预设回转体整体进行等厚分层，任意一点的每一圈的厚度为T_1i，根据每一圈上的第一主体11、第一翻边12、第二翻边13的任意一点的外型面的周长，以获得对应于第一主体、第一翻边及第二翻边所需的经纱线和纬纱线的编织参数；

在S30步骤中，将编织体在芯模上缠绕s圈。