自动成型复合材料斜置网格贮箱及其成型工装.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115977832A(43)申请公布日2023.04.18(21)申请号202211430928.4B29C70/38(2006.01)(22)申请日2022.11.15B29C70/54(2006.01)F02K9/96(2006.01)(71)申请人北京宇航系统工程研究所B29L31/30(2006.01)地址100076北京市丰台区南大红门路1号内35栋(72)发明人提亚峰刘德博吴会强王易南张健王桂娇吴浩鄢东洋刘力源阮小鹏冉振华胡苏珍王筱宇(74)专利代理机构中国航天科技专利中心11009专利代理师范晓毅(51)Int.Cl.F02K9/60(2006.01)B29C70/34(2006.01)权利要求书13页说明书37页附图20页(54)发明名称自动成型复合材料斜置网格贮箱及其成型工装(57)摘要本发明公开了一种自动成型复合材料斜置网格贮箱，包括上封头、下封头和中间段；中间段分别连接上封头和下封头，上下封头均为椭球形，中间段为柱段或锥段，设有圆孔；上下封头和中间段均包括由双向螺旋筋构成的斜置网格和蒙皮；双向螺旋筋的外型面中心线为等螺距螺旋线，等螺旋角螺旋线或短程线，上封头，中间段和下封头的双向螺旋筋的外型面中心线光滑连续。本发明还公开了一种成型工装，包括采用立体浇注成型的贮箱封头硅橡胶网格模；以硅橡胶阳模为模具；选择合适的切平面，使贮箱封头硅橡胶网格模的四个角距切平面距离相等，浇注口设置在硅橡胶阳模无网格筋槽一侧。本发明结构成型工艺简单，实现结构低成本、轻质化，并适合自动化批量生产。CN115977832ACN115977832A权利要求书1/13页1.一种自动成型复合材料斜置网格贮箱，其特征在于，包括上封头、下封头和中间段；中间段的上端和下端分别连接上封头和下封头，上封头和下封头均为椭球形，中间段为柱段或锥段，上封头和下封头设有圆孔；上封头、下封头和中间段均包括由双向螺旋筋构成的斜置网格结构和包覆于斜置网格结构外的蒙皮；双向螺旋筋的外型面中心线为等螺距螺旋线，等螺旋角螺旋线或短程线，上封头，中间段和下封头的双向螺旋筋的外型面中心线光滑连续；将外型面中心线为等螺距螺旋线、等螺旋角螺旋线和短程线的双向螺旋筋分别记为等螺距双向螺旋筋、等螺旋角双向螺旋筋和短程线双向螺旋筋，短程线双向螺旋筋为自动连续缠绕成型，等螺距双向螺旋筋和等螺旋角双向螺旋筋为自动铺放成型。2.根据权利要求1所述的一种自动成型复合材料斜置网格贮箱，其特征在于，当中间段为柱段时为柱形贮箱：柱形贮箱上封头椭球型面方程为：其中，(x1，y1，z1)为坐标系o1x1y1z1中任一点坐标，a、b分别为椭球型面的长半轴长和短半轴长；柱形贮箱上封头椭球型面母线参数方程为：其中，(y1,z1)为坐标系o1x1y1z1中y1o1z1平面上任一点的坐标，φ1为y1o1z1面上从坐标原点o1出发的向量与y1轴的夹角，此夹角满足柱形贮箱上封头椭球型面母线参数方程；短程线双向螺旋筋中的一条螺旋筋的外轮廓面中心线在上封头和下封头为椭球型面短程线，在柱段为柱面短程线；柱形贮箱上封头椭球型面双向短程线中包括两条对称的短程线，其中一条短程线的方程为：其中，θ1为点(0,0,z1)指向点(x1,y1,z1)的向量在x1o1y1面上的投影与x1轴的夹角，为椭球型面短程线的θ1；α短程线为φ1＝0处椭球型面母线切线与椭球型面短程线切线的夹角；k为椭球型面的长短半轴比，k的取值范围为[1.6，2]；记坐标系o2x2y2z2中任一点的坐标为(x2，y2，z2)，柱面短程线方程为：2CN115977832A权利要求书2/13页将柱段长度L带入以上方程组第3式，令z2＝L，可计算出柱面短程线上端点和下端点之间的角度差Δθ2；其中，θ2为点(0,0,z2)指向点(x2,y2,z2)的向量在x2o2y2面上的投影与x2轴的夹角，R为柱面半径，R＝a；柱形贮箱下封头椭球型面方程为：其中，(x3，y3，z3)为坐标系o3x3y3z3中任一点坐标；柱形贮箱下封头椭球型面母线参数方程为：其中，(y3,z3)为坐标系o3x3y3z3中y3o3z3平面上任一点的坐标，φ3为y3o3z3面上从坐标原点o3出发的向量与y3轴的夹角，此夹角满足柱形贮箱下封头椭球型面母线参数方程；柱形贮箱下封头椭球型面短程线方程为：其中，θ3为点(0,0,z3)指向点(x3,y3,z3)的向量在x3o3y3面上的投影与x3轴的夹角，为椭球型面短程线的θ3；等螺距双向螺旋筋中的一条螺旋筋的外轮廓面中心线在上封头和下封头为椭球型面等螺距螺旋线，在柱段为柱面等螺距螺旋线；柱形贮箱上封头椭球型面等螺距螺旋线方程为：柱形贮箱柱面等螺距螺旋线方程为：3CN115977832A权利要求书3/1