本實用新型屬于復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種超強超韌復(fù)合材料桿體。
背景技術(shù)：
復(fù)合材料由于各種材料在性能上互相取長補短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。纖維和樹脂是復(fù)合材料領(lǐng)域常用的原料，使用樹脂與纖維的復(fù)合材料可以加工質(zhì)量輕、強度高的桿體，復(fù)合材料桿體被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。目前在釣具領(lǐng)域使用桿體主要有兩種，一種是空心薄壁管結(jié)構(gòu)的桿體，一種是實心結(jié)構(gòu)的桿體?？招谋”诠軛U體的優(yōu)點是質(zhì)量輕，但由于腔體內(nèi)部無支撐，受力彎曲時桿體橫截面容易發(fā)生變形，造成纖維和樹脂體系的破壞，導致桿體受損。實心結(jié)構(gòu)的桿體其錐體是由不等長纖維斷面堆砌而成的，纖維的連續(xù)性差，在使用中容易出現(xiàn)劈裂；并且纖維方向單一，幾乎都與桿體軸線平行，造成維向（與桿體軸線垂直方向）抗扭力強度薄弱，實際垂釣中對被垂釣對象的操控能力差；由于整個桿體都充盈著纖維和樹脂，桿體重量較大，垂釣過程中的舒適性差。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型要解決的技術(shù)問題是空心薄壁管結(jié)構(gòu)的桿體抗彎曲、抗剪切強度差，實心結(jié)構(gòu)桿體抗扭力強度薄弱、纖維不連續(xù)容易產(chǎn)生劈裂和使用過程中舒適度差的問題，提供一種超強超韌復(fù)合材料桿體。
本實用新型為解決上述技術(shù)問題采用如下措施:
一種超強超韌復(fù)合材料桿體，所述桿體包括薄壁管部和支撐部，所述薄壁管部的其纖維方向為多維度，支撐部填充整個薄壁管部或僅填充部分薄壁管部，所述桿體為圓柱狀或圓臺狀，其薄壁管部和支撐部與桿體形狀一致。
所述支撐部是復(fù)合材料成型的圓柱狀或圓臺狀結(jié)構(gòu)Ⅰ。
所述支撐部是圓柱狀或圓臺狀結(jié)構(gòu)Ⅱ，所述圓柱狀或圓臺狀結(jié)構(gòu)Ⅱ是以復(fù)合材料成型的圓柱狀或圓臺狀結(jié)構(gòu)Ⅰ為模具將預(yù)浸纖維布外壓被覆其上得到的圓柱狀或圓臺狀結(jié)構(gòu)。
所述支撐部是圓柱狀或圓臺狀結(jié)構(gòu)Ⅲ，所圓柱狀或圓臺狀結(jié)構(gòu)Ⅲ是先以復(fù)合材料成型得到圓柱狀或圓臺狀結(jié)構(gòu)Ⅰ，再以圓柱狀或圓臺狀結(jié)構(gòu)Ⅰ的一端與模具A的對接體形成模具B，預(yù)浸纖維布外壓被覆模具B外后，取出模具A得到的圓柱狀或圓臺狀結(jié)構(gòu)。
所述支撐部是圓柱狀或圓臺狀結(jié)構(gòu)Ⅳ，所述圓柱狀或圓臺狀結(jié)構(gòu) Ⅳ是先以復(fù)合材料成型得到圓柱狀或圓臺狀結(jié)構(gòu)Ⅰ，圓柱狀或圓臺狀結(jié)構(gòu)Ⅰ的兩端分別與模具A和模具B對接形成模具C，預(yù)浸纖維布外壓被覆模具C外后，取出模具A和模具B得到的圓柱狀或圓臺狀結(jié)構(gòu)。
所述復(fù)合材料中使用的纖維為碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維、玄武巖纖維、PBO纖維、PE纖維、金屬纖維、硼纖維、植物纖維中的一種或幾種。
所述復(fù)合材料中使用的樹脂為熱固性樹脂，如環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯、不飽和聚酯等；或熱塑性樹脂，如聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。
本實用新型的桿體可應(yīng)用于釣竿竿體、高爾夫球竿竿體、羽毛球拍、網(wǎng)球拍、自行車主體框架、帆桿、槳桿、戶外天線、雷達支架、風力發(fā)電機葉片、橋梁工程建筑等領(lǐng)域。
本實用新型超強超韌復(fù)合材料桿體，采用如下步驟制備：
步驟S1，用復(fù)合材料拉擠（擠拉）或其他成型工藝制成桿體毛坯，然后通過磨削工藝加工出預(yù)設(shè)的圓柱或圓臺形狀得到圓柱或圓臺桿；
步驟S2，以步驟S1中的圓柱或圓臺桿為模具，將預(yù)浸纖維布鋪設(shè)在其表面上，然后進行外壓包裹和升溫固化，最后剝離包裹物，制造出內(nèi)部有支撐，外部纖維方向多維度的桿體A；
步驟S3，以步驟S1中的圓柱或圓臺桿作為模具的一部分，模具A與其對接形成模具B，將預(yù)浸纖維布鋪設(shè)在模具B表面上，然后進行外壓包裹和升溫固化，最后將模具A取出并剝離包裹物，從而制造出內(nèi)部部分有支撐，部分是中空，外部纖維方向多維度的桿體B；或者圓柱或圓臺桿的兩端分別與模具A和模具B對接形成模具C，預(yù)浸纖維布鋪設(shè)在模具C表面上，然后進行外壓包裹和升溫固化，最后取出模具A和模具B得到兩端中空，外部纖維方向多維度的桿體C；
步驟S4，利用步驟S1、步驟S2、步驟S3中的成品或半成品作為模具D，用過復(fù)合材料濕法（或干法）纏繞或編織工藝，將纖維布鋪設(shè)在模具D表面上，然后進行外壓包裹和升溫固化，利用步驟S3中制備的半成品最后需要將模具A、模具B取出，并剝離包裹物，從而制造出內(nèi)部有支撐，外部纖維方向多維度的桿體D。其中所述成品是指升溫固化后剝離包裹物的產(chǎn)品，所述半成品是固化前沒有剝離材料包裹的制品。
本實用新型的復(fù)合材料桿體其空心薄壁管的腔體內(nèi)用與腔體形狀一致的支撐物進行填充，對薄壁管腔體起到支撐的作用，提高了桿體的抗彎曲、抗剪切強度；由于薄壁管的纖維方向是多維度的，桿體抗扭力強度高、纖維連續(xù)性好，不易劈裂；薄壁管腔體填充長度可變化，降低了桿體重量，提高了使用過程中的舒適度。本實用新型提供的制備方法其工藝簡單，方便根據(jù)需要制備超強超韌復(fù)合材料桿體，由可選擇的多種支撐部來支撐具有多維度纖維的薄壁管，從而形成強度高、韌性好的桿體，產(chǎn)品適用范圍廣。
附圖說明
圖1本實用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本實用新型的超強超韌復(fù)合材料桿體包括薄壁管部1和支撐部2。薄壁管部1的其纖維方向為多維度，支撐部2填充整個薄壁管部1或僅填充部分薄壁管部1。圖1中示意了一種圓臺狀支撐部2僅填充薄壁管部2部分的結(jié)構(gòu)，在支撐部2中有空腔3，空腔3可以位于支撐部2的前端或后端。也可以根據(jù)需要將支撐部2分段設(shè)置，空腔3位于支撐部2之間。
就支撐部而言，它可以是圓柱狀或圓臺狀結(jié)構(gòu)Ⅰ、圓柱狀或圓臺狀結(jié)構(gòu)Ⅱ、圓柱狀或圓臺狀結(jié)構(gòu)Ⅲ和圓柱狀或圓臺狀結(jié)構(gòu)Ⅳ。其中圓柱狀或圓臺狀結(jié)構(gòu)Ⅰ是由復(fù)合材料拉擠/擠拉或其他成型方式形成的圓柱狀或圓臺狀結(jié)構(gòu)；圓柱狀或圓臺狀結(jié)構(gòu)Ⅱ是先以復(fù)合材料經(jīng)拉擠/擠拉或其他成型方式形成的圓柱狀或圓臺狀結(jié)構(gòu)Ⅰ，再以圓柱狀或圓臺狀結(jié)構(gòu)Ⅰ為模具將預(yù)浸纖維布外壓被覆其上得到的錐形體結(jié)構(gòu)。圓柱狀或圓臺狀結(jié)構(gòu)Ⅲ，是先以復(fù)合材料經(jīng)拉擠/擠拉或其他成型方式形成的圓柱狀或圓臺狀結(jié)構(gòu)Ⅰ，圓柱狀或圓臺狀結(jié)構(gòu)Ⅰ的一端與模具A的對接體成為模具B，預(yù)浸纖維布外壓被覆模具B外后，取出模具A得到圓柱狀或圓臺狀結(jié)構(gòu)。圓柱狀或圓臺狀結(jié)構(gòu)Ⅳ是先以復(fù)合材料經(jīng)拉擠/擠拉或其他成型方式形成的圓柱狀或圓臺狀結(jié)構(gòu)Ⅰ，圓柱狀或圓臺狀結(jié)構(gòu)Ⅰ的兩端分別與模具A和模具B對接形成模具C，預(yù)浸纖維布外壓被覆模具C外后，取出模具A和模具B得到圓柱狀或圓臺狀結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)。
制備本實用新型超強超韌復(fù)合材料桿體，加工工藝如下：
步驟S1，通過復(fù)合材料拉擠（擠拉）工藝或其他成型方式制成桿體毛坯，然后通過磨削工藝加工出預(yù)設(shè)的圓柱或圓臺形狀得到圓柱或圓臺桿；
步驟S2，以步驟S1中的圓柱或圓臺桿桿為模具，將預(yù)浸纖維布鋪設(shè)在其表面上，然后使用聚丙烯或類似塑料膜作為外壓包裹物，進行外壓包裹和升溫固化，最后剝離包裹物，制造出內(nèi)部有支撐，外部纖維方向多維度的桿體A；
步驟S3，以步驟S1中的圓柱或圓臺桿作為模具的一部分，模具A與其對接形成模具B，將預(yù)浸纖維布鋪設(shè)在模具B表面上，然后然后使用聚丙烯或類似塑料膜作為外壓包裹物，進行外壓包裹和升溫固化，最后將模具A取出并剝離包裹物，從而制造出內(nèi)部部分有支撐，部分是中空，外部纖維方向多維度的桿體B；或者圓柱或圓臺桿的兩端分別與模具A和模具B對接形成模具C，預(yù)浸纖維布鋪設(shè)在模具C表面上，然后使用聚丙烯或類似塑料膜作為外壓包裹物，進行外壓包裹和升溫固化，最后取出模具A和模具B得到兩端中空，外部纖維方向多維度的桿體C；
步驟S4，利用步驟S1、步驟S2、步驟S3中的成品(是指升溫固化后剝離包裹物的產(chǎn)品)或半成品(是固化前沒有剝離材料包裹的制品)作為模具D，用過復(fù)合材料濕法（或干法）纏繞或編織工藝，將纖維布鋪設(shè)在模具D表面上，然后進行外壓包裹和升溫固化，利用步驟S3中制備的半成品最后需要將模具A、模具B取出，并剝離包裹物，從而制造出內(nèi)部有支撐，外部纖維方向多維度的桿體D。