一种应用燕尾榫结构的复合材料主承力翼面及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115743518A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211267357.7(22)申请日2022.10.17(71)申请人航天特种材料及工艺技术研究所地址100074北京市丰台区云岗北里40号院(72)发明人韩蕾孙辉龚文化王欣怡冯伟峥(74)专利代理机构北京君尚知识产权代理有限公司11200专利代理师邱晓锋(51)Int.Cl.B64C3/18(2006.01)B64C3/26(2006.01)F16B5/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种应用燕尾榫结构的复合材料主承力翼面及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种应用燕尾榫结构的复合材料主承力翼面及其制备方法。该主承力翼面包括夹芯泡沫、金属接头和蒙皮；所述夹芯泡沫通过预制的燕尾榫的榫头与所述金属接头上预制的燕尾榫的榫眼相连接，或者所述夹芯泡沫通过预制的燕尾榫的榫眼与所述金属接头上预制的燕尾榫的榫头相连接；所述夹芯泡沫和所述金属接头的外部包覆所述蒙皮。所述夹芯泡沫以及所述夹芯泡沫上下的蒙皮即复合材料面板可为变厚度设计，以符合主承力翼面工作过程中受到的载荷从根部到翼尖逐渐变小的趋势变化。本发明中翼面内部的夹芯泡沫通过预制的榫头/榫眼和金属接头预制的榫眼/榫头相连接，提高了连接处的抗拉强度及协调变形的能力。CN115743518ACN115743518A权利要求书1/2页1.一种应用燕尾榫结构的复合材料主承力翼面，其特征在于，包括夹芯泡沫、金属接头和蒙皮；所述夹芯泡沫通过预制的燕尾榫的榫头与所述金属接头上预制的燕尾榫的榫眼相连接，或者所述夹芯泡沫通过预制的燕尾榫的榫眼与所述金属接头上预制的燕尾榫的榫头相连接；所述夹芯泡沫和所述金属接头的外部包覆所述蒙皮。2.根据权利要求1所述的应用燕尾榫结构的复合材料主承力翼面，其特征在于，所述蒙皮为碳纤维复合材料面板；所述夹芯泡沫为聚甲基丙烯酰亚胺泡沫或聚氨酯泡沫，预先机加成所需要的外形。3.根据权利要求1所述的应用燕尾榫结构的复合材料主承力翼面，其特征在于，按照主承力翼面不同区域的承载特性，所述夹芯泡沫为变厚度设计，从翼根区域到翼尖逐渐变厚，相应地，所述夹芯泡沫上下的蒙皮即复合材料面板从翼根区域到翼尖区域逐渐变薄，符合主承力翼面工作过程中受到的载荷从根部到翼尖逐渐变小的趋势变化。4.根据权利要求1所述的应用燕尾榫结构的复合材料主承力翼面，其特征在于，所述的夹芯泡沫沿翼面弦向分成多块。5.根据权利要求1所述的应用燕尾榫结构的复合材料主承力翼面，其特征在于，所述夹芯泡沫的根部和金属接头配合的区域都有凸起的插头，插入金属接头预留的空腔，通过插头和空腔的挤压传递翼面受到的载荷，以减小刚度阶跃。6.根据权利要求5所述的应用燕尾榫结构的复合材料主承力翼面，其特征在于，所述夹芯泡沫的插头的端面机加出燕尾榫的榫头，配合所述金属接头预留的空腔内壁的端面机加出的燕尾榫的榫眼；或者所述金属接头预留的空腔内壁的端面机加出燕尾榫的榫头，配合所述夹芯泡沫的插头的端面机加出的燕尾榫的榫眼。7.一种应用燕尾榫结构的复合材料主承力翼面的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在夹芯泡沫和金属接头上机加出榫头形状的凸块或者榫眼形状的凹面；将夹芯泡沫包覆预浸料并通过模具预增强固化，并与金属接头机加成型出的榫眼形状的凹面或者榫头形状的凸块连接；在夹芯泡沫和金属接头组合的阳模上整体包覆预浸料并固化成型主承力翼面。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述夹芯泡沫沿翼面展向从根部到翼尖共分为5个区域：接头装配区，6mm蒙皮区，5mm蒙皮区，3mm蒙皮区，2mm蒙皮区。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述将夹芯泡沫包覆预浸料并通过模具预增强固化，包括：将每块泡沫的接头装配区和6mm蒙皮区分别包覆4层T700/9368单向碳纤维预浸料，铺层方向为[90/90/0/90]；将每块泡沫的6mm蒙皮区和5mm蒙皮区分别包覆4层T700/9368单向碳纤维预浸料，铺层方向为[90/0/90/90]；将每块泡沫的接头装配区，6mm蒙皮区，5mm蒙皮区，3mm蒙皮区，2mm蒙皮区分别包覆8层T700/9368单向碳纤维预浸料，铺层方向为[90/90/0/90]s。10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述在夹芯泡沫和金属接头组合的阳模上整体包覆预浸料，包括：在组装好的金属接头和泡沫上均匀粘贴一层胶膜；2CN115743518A权利要求书2/2页将金属接头和泡沫的6mm蒙皮区整体包覆厚度为1mm的T700/9368碳纤维预浸料，铺层方向为[45,0,0,‑45,0,0,90,0]；将金属接头和泡沫的6mm、5mm蒙皮区整体包覆厚度为2mm的T700/9368碳纤维预