本發(fā)明涉及一種薄壁支架的結(jié)構(gòu)及成型方法，具體涉及一種耐高溫復(fù)合材料薄壁支架結(jié)構(gòu)及其成型方法。
背景技術(shù)：
1、薄壁支架通常起到完成某一個功能或承受一定載荷的作用，需要通過在壁面生出一個金屬柱將整個支架連接到鋼結(jié)構(gòu)的框架上，才能完成這些功能或者承載。目前經(jīng)常用到的支架結(jié)構(gòu)為復(fù)合材料材質(zhì)或者金屬材質(zhì)，對于復(fù)材薄壁件，金屬材質(zhì)的金屬柱目前一般都是通過膠黏劑粘接到復(fù)材薄壁上形成一個整體結(jié)構(gòu)。這種方案僅能應(yīng)用于對載荷及使用環(huán)境要求不高的場合，對于存在振動、承受一定載荷、高溫等工況下的復(fù)材薄壁支架而言，存在連接可靠性差、耐久性差、連接強度不足的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明針對當前復(fù)合材料薄壁支架質(zhì)量較差的問題，提出了一種耐高溫復(fù)合材料薄壁支架結(jié)構(gòu)及其成型方法，采用補強層將金屬連接座進行預(yù)埋，提高了金屬連接座與復(fù)材薄壁主體之間的連接強度，進而提高了整個復(fù)合材料薄壁支架的性能。
2、本發(fā)明為解決上述問題所采用的技術(shù)手段為：一種耐高溫復(fù)合材料薄壁支架結(jié)構(gòu)，包括復(fù)材薄壁主體、粘接在復(fù)材薄壁主體的金屬連接座、覆蓋在金屬連接座與復(fù)材薄壁主體的補強層，復(fù)材薄壁主體為方形平板結(jié)構(gòu)，金屬連接座包括方形板狀的金屬板和凸出在金屬板表面中間處的金屬柱，金屬板遠離金屬柱的表面粘接在復(fù)材薄壁主體的一個面上，補強層覆蓋在金屬板位于金屬柱所在的表面以及復(fù)材薄壁主體靠近金屬連接座的面上。通過膠粘和補強層與復(fù)材薄壁主體的結(jié)合一起將金屬連接座與復(fù)材薄壁主體連接在一起，提高兩者之間的結(jié)合力。
3、進一步地，金屬板邊緣處的厚度小于其中間處的厚度，在邊緣處形成朝復(fù)材薄壁主體傾斜的斜邊，在復(fù)材薄壁主體靠近斜邊的位置填充有碳纖維絲束，將金屬板的斜邊延伸至復(fù)材薄壁主體表面處。使得補強層在此處能夠平滑過渡。
4、一種耐高溫復(fù)合材料薄壁支架成型方法，包括以下步驟：第一步，在模具上鋪貼復(fù)合材料形成復(fù)材薄壁主體；第二步，將金屬連接座粘接在復(fù)材薄壁主體表面；第三步，在金屬連接座和復(fù)材薄壁主體上鋪設(shè)復(fù)合材料形成補強層；第四步，覆蓋真空袋膜，熱壓固化成型；第五步，成型后將產(chǎn)品取出，進行后處理。
5、進一步地，第二步中，利用定位工裝對金屬連接座進行定位以將金屬連接座結(jié)合在復(fù)材薄壁主體的正確位置。
6、進一步地，定位工裝包括定位板和從定位板的一個面上凸出的定位柱，定位板遠離定位柱的表面設(shè)有供金屬柱插入的定位孔。粘接時，將金屬柱插入到定位孔內(nèi)將金屬連接座進行預(yù)定位。
7、進一步地，定位孔與金屬柱之間的間隙小于等于0.05mm。小間隙配合避免金屬柱過渡晃動，保證金屬連接座與復(fù)材薄壁主體之間連接位置的準確。
8、進一步地，第三步中，將定位工裝移除并在金屬板的邊緣處鋪設(shè)纖維絲束后再鋪設(shè)補強層，且補強層的端部貼住金屬柱處，將整個金屬板和碳纖維絲束全部包裹在內(nèi)。保證金屬連接座與復(fù)材薄壁主體之間的結(jié)合力。
9、進一步地，補強層采用織物鋪層，鋪層序列為[0/45]循環(huán)鋪層。
10、進一步地，第四步中，將定位工裝安裝到金屬連接座后再覆蓋真空袋膜，真空袋膜在位于定位工裝的位置處開孔，金屬柱從孔中穿過后將真空袋膜開孔處固定在金屬板上進行密封。
11、進一步地，真空袋膜密封后抽真空，然后送入熱壓罐進行熱壓固化。
12、本發(fā)明的有益效果是：
13、1.本發(fā)明支架的金屬連接座在被膠粘到復(fù)材薄壁主體后，再用與復(fù)材薄壁主體結(jié)合緊密的補強層進行再次連接固定，保證金屬連接座與復(fù)材薄壁主體之間的連接強度，還可以提高整個支架的抗振性能。
14、2.本發(fā)明通過將金屬板的邊緣設(shè)置成斜邊，且在復(fù)材薄壁主體位于斜邊的邊緣處填充碳纖維絲束，確保補強層在該位置處平滑過渡，而不會產(chǎn)生褶皺，提高補強層與復(fù)材薄壁主體之間的連接強度。
15、3.本發(fā)明的定位工裝在將金屬連接座粘接到復(fù)材薄壁主體時提供定位，保證粘接位置的準確。在熱壓固化成型時用于將袋模進行密封，還能在固化過程中保證金屬連接座不會在水平方向移動，進一步保證位置的準確。
1.一種耐高溫復(fù)合材料薄壁支架結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括復(fù)材薄壁主體（1）、粘接在復(fù)材薄壁主體（1）的金屬連接座（2）、覆蓋在金屬連接座（2）與復(fù)材薄壁主體（1）的補強層（3），復(fù)材薄壁主體（1）為方形平板結(jié)構(gòu)，金屬連接座（2）包括方形板狀的金屬板（21）和凸出在金屬板（21）表面中間處的金屬柱（22），金屬板（21）遠離金屬柱（22）的表面粘接在復(fù)材薄壁主體（1）的一個面上，補強層（3）覆蓋在金屬板（21）位于金屬柱（22）所在的表面以及復(fù)材薄壁主體（1）靠近金屬連接座（2）的面上。
2.如權(quán)利要求1所述的耐高溫復(fù)合材料薄壁支架結(jié)構(gòu)，其特征在于：金屬板（21）邊緣處的厚度小于其中間處的厚度，在邊緣處形成朝復(fù)材薄壁主體（1）傾斜的斜邊（23），在復(fù)材薄壁主體（1）靠近斜邊（23）的位置填充有碳纖維絲束（4），將金屬板（21）的斜邊（23）延伸至復(fù)材薄壁主體（1）表面處。
3.一種權(quán)利要求1所述的耐高溫復(fù)合材料薄壁支架成型方法，其特征在于：包括以下步驟：第一步，在模具（5）上鋪貼復(fù)合材料形成復(fù)材薄壁主體（1）；第二步，將金屬連接座（2）粘接在復(fù)材薄壁主體（1）表面；第三步，在金屬連接座（2）和復(fù)材薄壁主體（1）上鋪設(shè)復(fù)合材料形成補強層（3）；第四步，覆蓋真空袋膜（7），熱壓固化成型；第五步，成型后將產(chǎn)品取出，進行后處理。
4.如權(quán)利要求3所述的耐高溫復(fù)合材料薄壁支架成型方法，其特征在于：第二步中，利用定位工裝（6）對金屬連接座（2）進行定位以將金屬連接座（2）結(jié)合在復(fù)材薄壁主體（1）的正確位置。
5.如權(quán)利要求4所述的耐高溫復(fù)合材料薄壁支架成型方法，其特征在于：定位工裝（6）包括定位板（61）和從定位板（61）的一個面上凸出的定位柱（62），定位板（61）遠離定位柱（62）的表面設(shè)有供金屬柱（22）插入的定位孔（63）。
6.如權(quán)利要求5所述的耐高溫復(fù)合材料薄壁支架成型方法，其特征在于：定位孔（63）與金屬柱（22）之間的間隙小于等于0.05mm。
7.如權(quán)利要求5所述的耐高溫復(fù)合材料薄壁支架成型方法，其特征在于：第三步中，將定位工裝（6）移除并在金屬板（21）的邊緣處鋪設(shè)纖維絲束（4）后再鋪設(shè)補強層（3），且補強層（3）的端部貼住金屬柱（22）處，將整個金屬板（21）和碳纖維絲束（4）全部包裹在內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1所述的耐高溫復(fù)合材料薄壁支架成型方法，其特征在于：補強層（3）采用織物鋪層，鋪層序列為[0/45]循環(huán)鋪層。
9.如權(quán)利要求5所述的耐高溫復(fù)合材料薄壁支架成型方法，其特征在于：第四步中，將定位工裝（6）安裝到金屬連接座（2）后再覆蓋真空袋膜（7），真空袋膜（7）在位于定位工裝（6）的位置處開孔，金屬柱（22）從孔中穿過后將真空袋膜（7）開孔處固定在金屬板（21）上進行密封。
10.如權(quán)利要求1所述的耐高溫復(fù)合材料薄壁支架成型方法，其特征在于：真空袋膜（7）密封后抽真空，然后送入熱壓罐進行熱壓固化。