碳纤维复合材料在导弹贮运发射箱制作中的应用及成型工艺改进

日期: 2024-10-18 00:03:55|浏览: 66|编号: 73682

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军事和国防是国力之基。集储存、运输、发射于一体的箱式发射技术成为当前导弹武器研究领域的热点。碳纤维复合材料具有轻质、高强、耐腐蚀、耐磨、耐冲击等优点,可用于制作导弹储运发射箱。储运发射箱箱体最初采用手糊工艺制造,存在原材料利用率低、生产效率低、制造成本高等缺点。基于这些,我们可以将碳纤维箱体的成型工艺改为缠绕成型工艺。

1、设计准备

碳纤维复合材料发射箱缠绕成型工艺所用材料主要包括碳纤维增强材料、树脂基体、固化剂、功能材料、脱模剂及其他添加剂。博时采用一体化设计方法,将防潮屏障、电磁屏蔽等功能融入到结构设计中。根据刚度和强度要求,通过有限元分析优化最佳箱体结构。然后以质量控制为目标,将材料参数代入成熟的数学计算公式,推导出箱体的纤维含量和层数,从而实现箱体结构和功能的一体化设计。最终的发射箱箱体被设计成矩形。针对以往手糊工艺的缺点,我们采用纤维缠绕成型。纤维缠绕成型是将浸渍树脂的纤维均匀、规则地缠绕在缠绕机上的旋转芯轴上。最后凝固,取出芯棒,即得成品。件。

2、绕线工艺

(1)内层包边。纤维从纱架引出,经过浸胶槽、张力控制系统、导环,最后重叠在芯轴上。打开缠绕机,按设定程序缠绕,用卡尺测量壁厚并达到设计要求,停止运转,切断纤维。复合材料箱体具有多种材料多层组合、矩形截面薄壁结构的特点,其收卷张力控制对箱体的密度和壁厚均匀性至关重要。设计研究有利于纤维缠绕的逐层减张力系统。由于纤维是逐层缠绕到芯模上的,每缠绕一层都会对前一层的纤维施加压力,从而使前一层变得松散。为了保证每层纤维的最终张力相同,它们一起受力。通过研究张力与缠绕芯轴刚度、缠绕制品厚度、纤维强度及含量、缠绕线形状等关系,优化确定缠绕张力控制参数。

(2)功能层铺设。研究设计特殊功能层材料铺设复合机构,采用在线涂胶和层压技术实现材料复合铺设。铺设过程中,先在预固化内层表面均匀涂上一层环氧胶,然后将切割好的阻隔膜材料通过供给辊沿长度方向铺设在铺设结构上,并使用胶辊压实并消除层间气泡,并预固化一定时间。在已充分压实并完全消除层间气泡的阻隔层膜表面均匀涂抹一层环氧胶,将导电屏蔽层材料沿长度方向铺设压实,同时在其上涂一层环。它的外表面。采用氧胶液进行密封,固化一定时间后,再缠绕后续的纤维结构层。

(3)外包装。将光纤重叠到盒子上,并按照与内层相同的方式包裹外层,直至达到设计厚度。

3、性能检验

为了验证缠绕式碳纤维发射箱是否满足设计技术要求,博时按照国家军标要求对样品进行了测试。测试项目包括尺寸、材料力学性能、透湿性、耐烧蚀性等,测试结果表明箱体各项性能均满足指标要求。目前该箱体已正式投产并批量使用。

4. 总结

采用缠绕成型工艺制作的碳纤维复合材料箱体与传统的手糊成型工艺相比,具有原材料利用率高、制造效率高、制造成本低的优点。制造碳纤维复合材料箱体的螺旋缠绕方法,可突破矩形截面箱体缠绕张力控制、功能层快速铺放等关键技术,实现发射箱箱体近零拔模斜率成型,各项性能均满足指标要求。 ,解决碳纤维复合材料箱体的质量和成本控制问题。

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