[发明专利]一种变刚度复合材料对顶波簧的制备方法

说明书

本发明涉及一种变刚度复合材料对顶波簧的制备方法，包括如下工艺步骤：1)，采用三维编织机将形状记忆合金丝与玄武岩纤维、芳纶纤维编织成三维布；2)，将编织好的三维布裁剪好；再将其浸渍树脂形成预成型体；3)，将预成型体缠绕在模具内模模腔内，与外模合模并根据所选树脂的固化曲线选取合适的温度及模具压力，使复合材料波型弹簧固化成型；4)，后固化及后处理：在复合材料对顶波簧完成固化成型并脱模后，将其放入恒温箱内进行后固化；在完成后固化处理后，对其进行去毛刺及打磨处理，制得变刚度复合材料对顶波簧。本发明制得的波形弹簧不但具有质量轻(减重40％以上)、能主动变刚度等优点，而且能显著提升整体系统的性能。

【技术领域】

本发明涉及一种弹簧的制备方法，具体涉及一种变刚度复合材料对顶波簧的制备方法，属于复合材料波簧技术领域。

【背景技术】

波形弹簧结构紧凑装配空间小，刚度范围大，缓冲吸振能力较强，单位体积材料的变形能较大。其中，对顶波簧的波峰与波谷相对，形变范围更大。

目前，波形弹簧一般由碳素钢制成，质量重且易锈蚀。随着能源短缺、环境污染问题的日益严峻及人们生活水平的提高，“以塑代钢”的思想逐步渗入各方面的研究之中。在相同刚度的前提下，复合材料波形弹簧可比金属波形弹簧轻40％以上。此外，由于复合材料具有比强度、比模量高，不生锈、具有一定的阻尼等固有特性，因此其储能能力及衰减振动的能力也比金属波形弹簧好。玄武岩纤维价格便宜且比金属更环保，因此，复合材料波形弹簧的综合性能明显优于金属波形弹簧，具有良好的应用前景。

而且在实际工作过程中，波形弹簧的工况往往比较复杂，需要为其提供不同的刚度，以保证结构的性能及稳定性。但现有的复合材料波形弹簧均只有确定的刚度值，无法适应不同工况的变刚度需求。

因此，为解决上述技术问题，确有必要提供一种创新的变刚度复合材料对顶波簧的制备方法，以克服现有技术中的所述缺陷。

【发明内容】

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种工艺简单，制作方便的变刚度复合材料对顶波簧的制备方法，其制得的波形弹簧不但具有质量轻(减重40％以上)、能主动变刚度等优点，而且能显著提升整体系统的性能。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种变刚度复合材料对顶波簧的制备方法，其包括如下工艺步骤：

1)，采用三维编织机按照预定编织方案将形状记忆合金丝与玄武岩纤维、芳纶纤维编织成三维布；

2)，将编织好的三维布按照设计好的尺寸裁剪好；再将其浸渍树脂形成预成型体；

3)，将预成型体缠绕在模具内模模腔内，与外模合模并根据所选树脂的固化曲线选取合适的温度及模具压力，使复合材料波型弹簧固化成型；

4)，后固化及后处理：在复合材料对顶波簧完成固化成型并脱模后，将其放入恒温箱内进行后固化；在完成后固化处理后，对其进行去毛刺及打磨处理，制得变刚度复合材料对顶波簧。

本发明的变刚度复合材料对顶波簧的制备方法进一步为：所述步骤1)中，玄武岩纤维能替换成玻璃纤维。

本发明的变刚度复合材料对顶波簧的制备方法进一步为：所述步骤1)中，形状记忆合金丝作为经纱进行混编，或者作为纬纱进行混编。

本发明的变刚度复合材料对顶波簧的制备方法进一步为：所述步骤2)中，树脂采用增韧环氧树脂、聚氨酯树脂、或适应模压、拉挤或RTM工艺的树脂。

本发明的变刚度复合材料对顶波簧的制备方法进一步为：所述步骤3)中，模具根据对顶波簧的结构尺寸设计的，模具内模为可拆卸的组合式内模。

本发明的变刚度复合材料对顶波簧的制备方法进一步为：所述步骤3)中，复合材料对顶波簧成型模具中设置形状记忆合金的引出空间，使形状记忆合金与外接电源实现可靠连接。