一種復(fù)合材料工字梁的整體成型制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種復(fù)合材料工字梁的制造方法，包括有以下步驟：1、模具的制備；2、纖維布的剪裁、浸膠與疊層；3、纖維布疊層放置在模具中；4、通過熱壓機(jī)和模具對(duì)纖維布疊層進(jìn)行熱壓固化；5、開模。本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)：克服了現(xiàn)有制造方法得到的分體式復(fù)合材料工字梁翼板和腹板組合連接時(shí)，因打孔連接造成的材料損傷、以及因粘膠連接造成的翼板與腹板之間連接強(qiáng)度低，提高了復(fù)合材料工字梁的整體強(qiáng)度。
【專利說明】一種復(fù)合材料工字梁的整體成型制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合材料工字梁的整體成型制造方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]目前，復(fù)合材料工字梁的制造方法是先通過平板模壓的方法，分別制備出其上、下板面(稱為翼板)及中間的板面(稱為腹板)，然后通過螺栓或粘膠連接的方法，對(duì)翼板和腹板進(jìn)行相互之間的組合連接，得到復(fù)合材料工字梁。由于這種工字梁的翼板和腹板是先分別制備，然后再連接在一起，翼板和腹板在結(jié)構(gòu)形態(tài)上屬于分體式結(jié)構(gòu)，不是一個(gè)整體式結(jié)構(gòu)。
[0003]復(fù)合材料工字梁的翼板和腹板通過螺栓連接的主要問題是:這種連接方式必然要在復(fù)合材料工字梁的翼板及腹板中打孔，而打孔工藝將破壞復(fù)合材料工字梁的強(qiáng)度。
復(fù)合材料工字梁的翼板和腹板通過粘膠連接的主要問題是:在外加大的拉伸或剪切載荷作用下，由于復(fù)合材料的翼板及腹板之間存在明顯的界面，而粘接強(qiáng)度往往不夠，在翼板和腹板的粘接處(界面處)很容易發(fā)生斷裂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是提供一種復(fù)合材料工字梁的整體成型制造方法，它能克服現(xiàn)有的分體式結(jié)構(gòu)復(fù)合材料工字梁因打孔連接造成的材料損傷、以及因粘膠連接造成的翼板與腹板之間連接強(qiáng)度低等缺陷，增強(qiáng)復(fù)合材料工字梁的強(qiáng)度。
[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，它包括有以下步驟: 步驟1、模具的制備
模具由4塊模具板組成，分別為上、下、左、右模具板；
步驟2、纖維布的剪裁、浸膠與疊層
復(fù)合材料纖維布按2種尺寸剪裁，將剪裁后的纖維布充分浸蘸樹脂后，根據(jù)復(fù)合材料工字梁受載方向，進(jìn)行纖維布疊層，得到浸蘸了樹脂、濕態(tài)下的4個(gè)纖維布疊層；
步驟3、纖維布疊層在模具中放置
在對(duì)上、下、左、右模具板涂抹脫模劑后，將4個(gè)濕態(tài)下的纖維布疊層分別放置在模具對(duì)應(yīng)的位置；
步驟4、通過熱壓機(jī)和模具對(duì)纖維布疊層進(jìn)行熱壓固化。
[0006]步驟5、開模
在經(jīng)步驟4后，退去上、下、左、右模具板，便得到整體成型的復(fù)合材料工字梁。
[0007]由于采用了上述技術(shù)方案，該工字梁的上、下復(fù)合材料纖維板(即翼板)和工字梁中間的復(fù)合材料纖維板(即腹板)是一個(gè)整體式結(jié)構(gòu)，即工字梁的翼板和腹板之間沒有界面。從工字梁纖維特征來看，復(fù)合材料工字梁的翼板與腹板之間的纖維是連續(xù)的，這使得復(fù)合材料工字梁的強(qiáng)度高于由現(xiàn)有復(fù)合材料工字梁制造方法所獲得的分體式結(jié)構(gòu)的工字梁的強(qiáng)度。[0008]本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn):由于復(fù)合材料工字梁整體成型，不需要打孔或粘接，避免了現(xiàn)有制造方法得到的分體式復(fù)合材料工字梁翼板和腹板組合連接時(shí)，因打孔連接造成的材料損傷、以及因粘膠連接造成的翼板與腹板之間連接強(qiáng)度低，提高了復(fù)合材料工字梁的整體強(qiáng)度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]本發(fā)明的【專利附圖】

【附圖說明】如下:
圖1為本發(fā)明的全部模具結(jié)構(gòu)及復(fù)合材料工字梁成型示意圖；
圖中:1.上模具板；2.下模具板；3.左模具板；4.右模具板；5.纖維布疊層。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
本發(fā)明包括以下步驟:
步驟1、模具的制備
如圖1所示，模具由4塊模具板組成，分別為上模具板1、下模具板2、左模具板3和右模具板4 ；
步驟2、纖維布的剪裁、浸膠與疊層
復(fù)合材料纖維布按2種尺寸剪裁，一種尺寸規(guī)格為翼板的纖維布，另一種尺寸規(guī)格為腹板的纖維布；將剪裁后的纖維布充分浸蘸樹脂后，根據(jù)復(fù)合材料工字梁受載方向，進(jìn)行纖維布疊層，得到浸蘸了樹脂、濕態(tài)下的4個(gè)纖維布疊層；
步驟3、纖維布疊層放置在模具中
如圖1所示，對(duì)上模具板1、下模具板2、左模具板3及右模具板4涂抹脫模劑后，將4個(gè)濕態(tài)下的纖維布疊層5分別放置在模具對(duì)應(yīng)的位置；
步驟4、通過熱壓機(jī)和模具對(duì)纖維布疊層進(jìn)行熱壓固化；
在熱壓固化過程中，成型壓力為llOMPa，成型溫度為120°C，保壓及固化時(shí)間為12小
時(shí)；
步驟5、開模
在經(jīng)步驟4后，退去上、下、左、右模具板，便得到整體成型的復(fù)合材料工字梁。
[0011]本方法發(fā)明中，工字梁的翼板和腹板在工字梁模壓成型過程中同時(shí)制成，得到的復(fù)合材料工字梁的翼板和腹板是一個(gè)整體式結(jié)構(gòu)，翼板與腹板之間的纖維是連續(xù)的。并且，此工字梁制備模具的左、右模具板的上、下棱邊可以設(shè)計(jì)為不同大小的倒角，使得到的工字梁的翼板與腹板之間有不同大小的過渡圓角。一般來說，此過渡圓角越大，翼板與腹板過渡處的應(yīng)力集中越小，相應(yīng)的工字梁的強(qiáng)度越高。
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合材料工字梁的整體成型制造方法，其特征是，包括有以下步驟: 步驟1、模具的制備 模具由4塊模具板組成，分別為上、下、左、右模具板； 步驟2、纖維布的剪裁、浸膠與疊層 復(fù)合材料纖維布按2種尺寸剪裁，將剪裁后的纖維布充分浸蘸樹脂后，根據(jù)復(fù)合材料工字梁受載方向，進(jìn)行纖維布疊層，得到浸蘸了樹脂、濕態(tài)下的4個(gè)纖維布疊層； 步驟3、纖維布疊層在模具中放置 在對(duì)上、下、左、右模具板涂抹脫模劑后，將4個(gè)濕態(tài)下的纖維布疊層分別放置在模具對(duì)應(yīng)的位置； 步驟4、通過熱壓機(jī)和模具對(duì)纖維布疊層進(jìn)行熱壓固化； 步驟5、開模 在經(jīng)步驟4后，退去上、下、左、右模具板，便得到整體成型的復(fù)合材料工字梁。
【文檔編號(hào)】B29C70/34GK103522555SQ201310507643
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】陳斌, 尹大剛, 劉玉璽, 張智凌 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)