[发明专利]加筋结构件端框及其成型方法

说明书

本发明公开了一种加筋结构件端框及其成型方法，筋条铺层延伸进端框内，端框在筋条延伸区域开对应形状和大小的开口，以实现筋条铺层与端框铺层错层搭接；再利用开口使延伸进端框的筋条体积与开口形成空腔的体积相等。本发明利用开口方向偏移与开口阶梯，在保证搭接传力的前提下，使得端框铺层空腔体积与筋条延伸体积相同，保证端框不同铺层区域等厚；利用开口方向偏移或开口形成铺层阶梯，实现空间上的错层搭接，提升筋条与端框铺层的搭接数量，实现由一对一传力到一对多传力的优化，来提高力学性能。

技术领域

本发明涉及一种加筋结构件端框及其成型方法，属于复合材料技术领域。

背景技术

已有的纤维增强复合材料加筋结构有溶液浸渍纤维缠绕法和热熔预浸丝铺放法。溶液浸渍法含胶量高、波动大且挥发份高，含胶量通常在40％-48％之间，挥发份含量在2％左右，成型过程及成型质量的控制困难。热熔预浸丝铺放工艺后来居上，热熔预浸丝含胶量波动小，在32％-34％之间，树脂含量低且含量稳定，有利于复合材料网格加筋结构成型过程及成型质量的控制，但是采用热熔预浸丝铺放端框成型时，树脂流动性差。

采用传统搭接的延伸方法一是搭接处纤维曲皱、架桥情况严重，网格筋条传力效率打折，二是搭接处厚度增加，延伸处厚度远大于非延伸区域厚度，后期等厚度成型困难，尤其是采用树脂流动性差的热熔预浸丝铺贴和大宽度筋条设计的结构件成型时，采用传统搭接方法厚度增加问题更为严重。三是传统搭接方式同一层筋条铺层最多与一层端框铺层形成搭接，传力路径单一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种加筋结构件端框及其成型方法,在实现筋条延伸、保证最佳传力的同时实现等厚铺层。

为解决上述技术问题，本发明提供一种加筋结构件端框成型方法，筋条铺层延伸进端框内，端框在筋条延伸区域开对应形状和大小的开口，以实现筋条铺层与端框铺层错层搭接；再利用开口使延伸进端框的筋条体积与开口形成空腔的体积相等。

优选地，所述端框铺层除90度铺层外，其余铺层在对应筋条延伸处开口，筋条铺层延伸进端框铺层中，端框铺层开口形状为梯形或矩形。

优选地，当端框厚度与筋条高度相等时，端框铺层开口形状为矩形，开口沿筋条轴线方向偏转，偏转角度方向同铺层内纤维方向，筋条沿开口方向延伸进端框内。

优选地，所述矩形开口宽度b₁满足：其中b₁为矩形开口宽度，a为筋条宽度，端框铺层为N层，其中端框在X₁层上设有矩形开口，X₁层中的每个端框铺层上仅设有一个矩形开口，X₁≤N，X₁及N都为大于0的自然数。

优选地，当端框厚度与筋条高度不等时，铺层开口形状为梯形，开口不需要偏转，沿筋条轴线进行开口，梯形开口高度分为3种，每3种为一组循环，三种开口高度依次为1/3A、2/3A和A，其中A为最大梯形的开口高度，筋条在剪口内沿多个方向分散进端框铺层中，筋条数量≥3个。

优选地，所述梯形开口下底分为3种，为和b₂，分别对应1/3A、2/3A和A三种高度的开口，最大高度梯形开口下底b₂满足：其中b₂为梯形开口下底，a为筋条宽度，T₁为筋条厚度，T₂为端框厚度。

本发明还提供一种上述的方法制备得到的加筋结构件端框。

本发明所达到的有益效果：

1、端框等厚度成型：利用开口方向偏移与开口阶梯，在保证搭接传力的前提下，使得端框铺层空腔体积与筋条延伸体积相同，保证端框不同铺层区域等厚。

2、优化传力路径：利用开口方向偏移或开口形成铺层阶梯，实现空间上的错层搭接，提升筋条与端框铺层的搭接数量，实现由一对一传力到一对多传力的优化，提高力学性能。