本發(fā)明提出了一種具有抗沖損傷性能的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)及其成型方法，屬于結(jié)構(gòu)復(fù)合材料制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

發(fā)動(dòng)機(jī)是航空飛行器的核心部件，為防止或減少飛行過(guò)程中對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的沖擊損傷，航空發(fā)動(dòng)機(jī)包容機(jī)匣采用抗沖擊性較強(qiáng)的三維織物制成，所述三維織物通過(guò)rtm(resintranfermolding，樹(shù)脂傳遞模塑)成型，在成型時(shí)，先根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)包容機(jī)匣的設(shè)計(jì)尺寸，通過(guò)三維編織的方式，采用干紗編織成型，然后給成型的織物注入樹(shù)脂，得到成品。

上述方法編織工藝復(fù)雜、制造難度大、成本高。因此，亟需一種復(fù)合材料抗沖擊結(jié)構(gòu)，以降低發(fā)動(dòng)機(jī)匣的制造成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提出一種復(fù)合材料抗沖擊結(jié)構(gòu)及其成型方法，通過(guò)在相鄰鋪層間進(jìn)行網(wǎng)格交織形成交疊層，并通過(guò)環(huán)形層固定交疊層纏繞形態(tài)，得到了抗擊性能高的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，該方法工藝簡(jiǎn)單，大大降低了抗沖擊性復(fù)合材料的制造成本。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種復(fù)合材料抗沖擊結(jié)構(gòu)，包括一交疊層和兩個(gè)環(huán)形層，所述交疊層位于兩個(gè)所述環(huán)形層之間，所述交疊層包括第一鋪層和第二鋪層，所述第一鋪層由多條第一預(yù)浸帶以第一鋪層角度鋪放形成，所述第二鋪層由多條第二預(yù)浸帶以第二鋪層角度鋪放形成，且所述第一預(yù)浸帶和所述第二預(yù)浸帶在鋪層時(shí)交織進(jìn)行鋪放，以使所述第一鋪層和所述第二鋪層交疊，所述環(huán)形層由至少一條環(huán)形層預(yù)浸帶沿所述沖擊結(jié)構(gòu)的周向纏繞或鋪放形成，所述第一鋪層角度和所述第二鋪層角度不同。

在一可選實(shí)施例中，所述交疊層還包括第三鋪層，所述第三鋪層由多條第三預(yù)浸帶以第三鋪層角度鋪放形成，所述第一預(yù)浸帶、所述第二預(yù)浸帶及所述第三預(yù)浸帶在鋪層時(shí)交織進(jìn)行鋪放，以使所述第一鋪層、所述第二鋪層及所述第三鋪層交疊，所述第三鋪層角度、第一鋪層角度、第二鋪層角度各不相同。

一種復(fù)合材料抗沖擊結(jié)構(gòu)的成型方法，包括以下步驟：

步驟1：先在模具表面纏繞或鋪放一層環(huán)形層；

步驟2：在形成的環(huán)形層上鋪放交疊層；

步驟3：然后在形成的交疊層上再纏繞或鋪放一層環(huán)形層；

其中，步驟1和步驟3中所述環(huán)形層的纏繞或鋪放方法包括：

沿模具周向纏繞或鋪放環(huán)形層預(yù)浸帶，直至鋪滿所述模具表面，形成環(huán)形層；

步驟2中，所述交疊層的鋪放方法包括：

在形成的環(huán)形層表面，按照第一鋪層角度鋪放第一預(yù)浸帶，以形成第一鋪層；

按照第二鋪層角度鋪放第二預(yù)浸帶，以形成第二鋪層，其中所述第一預(yù)浸帶和所述第二預(yù)浸帶在鋪層時(shí)交織進(jìn)行鋪放，所述第一鋪層角度和所述第二鋪層角度不同，所述第一鋪層和所述第二鋪層交疊形成所述交疊層。

在一可選實(shí)施例中，所述交疊層的鋪放方法包括：

在形成的環(huán)形層表面，按照第一鋪層角度鋪放第一預(yù)浸帶，以形成第一鋪層；

按照第二鋪層角度鋪放第二預(yù)浸帶，以形成第二鋪層；

按照第三鋪層角度鋪放第三預(yù)浸帶，以形成第三鋪層，其中所述第一預(yù)浸帶、所述第二預(yù)浸帶及所述第三預(yù)浸帶在鋪層時(shí)交織進(jìn)行鋪放，所述第一鋪層角度、所述第二鋪層角度和所述第三鋪層角度各不相同，所述第一鋪層、所述第二鋪層及所述第三鋪層交疊形成所述交疊層。

在一可選實(shí)施例中，所述第一預(yù)浸帶和所述第二預(yù)浸帶在鋪層時(shí)交織進(jìn)行鋪放，包括以下步驟：

(1)每間隔第一寬度鋪放一條第一預(yù)浸帶，直至鋪滿所述模具表面，所述第一寬度不小于所述第一預(yù)浸帶的帶寬；

(2)每間隔第二寬度鋪放一條第二預(yù)浸帶，直至鋪滿所述模具表面，所述第二寬度不小于所述第二預(yù)浸帶的帶寬；

(3)在每個(gè)間隔處，緊鄰一條已鋪放好的第一預(yù)浸帶，鋪放一條第一預(yù)浸帶，直至鋪滿所述模具表面；

(4)在每個(gè)間隔處，緊鄰一條已鋪放好的第二預(yù)浸帶，鋪放一條第二預(yù)浸帶，直至鋪滿所述模具表面；

(5)重復(fù)步驟(3)和(4)，直至鋪放好的相鄰的兩個(gè)第一預(yù)浸帶之間的間距均小于所述第一預(yù)浸帶的帶寬，相鄰的兩個(gè)第二預(yù)浸帶之間的間距均小于所述第二預(yù)浸帶的帶寬，停止鋪放。

在一可選實(shí)施例中，所述第一預(yù)浸帶和所述第二預(yù)浸帶在鋪層時(shí)交織進(jìn)行鋪放，包括以下步驟：

1)鋪放一條第一預(yù)浸帶；

2)鋪放一條第二預(yù)浸帶；

3)與上一次鋪放的第一預(yù)浸帶間隔第一寬度鋪放另一條第一預(yù)浸帶；

4)與上一次鋪放的第二預(yù)浸帶間隔第二寬度鋪放另一條第二預(yù)浸帶；

5)依次重復(fù)步驟3)和4)，直至鋪滿所述模具表面；

6)在鋪放好的第一預(yù)浸帶的一個(gè)間隔處，緊鄰一條所述已鋪放好的第一預(yù)浸帶鋪放一條第一預(yù)浸帶；

7)在鋪放好的第二預(yù)浸帶的一個(gè)間隔處，緊鄰一條所述已鋪放好的第二預(yù)浸帶鋪放一條第二預(yù)浸帶；

8)然后，在所述鋪放好的第一預(yù)浸帶的另一個(gè)間隔處，緊鄰一條所述已鋪放好的第一預(yù)浸帶鋪放另一條第一預(yù)浸帶；

9)在所述鋪放好的第二預(yù)浸帶的另一個(gè)間隔處，緊鄰一條所述已鋪放好的第二預(yù)浸帶，鋪放另一條第二預(yù)浸帶；

10)重復(fù)步驟8)和9)，直至鋪滿所述模具表面；

重復(fù)步驟6)-9)直至鋪放好的相鄰的兩個(gè)所述第一預(yù)浸帶之間的間距小于所述第一預(yù)浸帶的帶寬，相鄰的兩個(gè)所述第二預(yù)浸帶之間的距離小于所述第二預(yù)浸帶的帶寬，停止鋪放。

在一可選實(shí)施例中，所述交替層的同一方向上相鄰的兩條預(yù)浸帶之間的間隔為0.5mm-1mm，所述環(huán)形層預(yù)浸帶在纏繞或鋪放時(shí)，相鄰的兩環(huán)之間無(wú)搭接無(wú)間隙。

在一可選實(shí)施例中，步驟1中以第一方向沿所述模具周向纏繞或鋪放環(huán)形層預(yù)浸帶，步驟3中以第二方向沿所述模具周向纏繞或鋪放另一條環(huán)形層預(yù)浸帶，所述第一方向和所述第二方向相反。

在一可選實(shí)施例中，所述預(yù)浸帶采用的預(yù)浸料為碳纖維預(yù)浸料、芳綸預(yù)浸料、玻璃纖維預(yù)浸料中的一種或一種以上組合。

在一可選實(shí)施例中，所述交疊層通過(guò)自動(dòng)鋪放技術(shù)鋪放成型，所述環(huán)形層通過(guò)所述自動(dòng)鋪放技術(shù)或帶纏繞技術(shù)成型。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：

1)本發(fā)明提供的復(fù)合材料抗沖擊結(jié)構(gòu)，具有交疊層，由于其交疊層是由相鄰鋪層預(yù)浸帶間隔交織鋪放形成的網(wǎng)格交織結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)將傳統(tǒng)復(fù)合材料層合板的2維層合結(jié)構(gòu)改變?yōu)?.5維層合結(jié)構(gòu)，因此使所述抗沖擊結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)層合板相比，層間性能和沖擊損傷容限提升了15％以上，具有更好的抗沖擊性能；同時(shí)所述復(fù)合材料抗沖擊結(jié)構(gòu)的環(huán)形層具有極佳纖維連續(xù)性和取直性，能夠最大程度發(fā)揮復(fù)合材料力學(xué)性能，將交疊層緊密的環(huán)箍在兩個(gè)環(huán)形層之間，因而進(jìn)一步提升交疊層的損傷容限和層間性能；因此，本發(fā)明提供的復(fù)合材料抗沖擊結(jié)構(gòu)具有良好的抗沖擊損傷破壞的優(yōu)點(diǎn)。

2)本發(fā)明提供的復(fù)合材料抗沖擊結(jié)構(gòu)成型方法，通過(guò)將預(yù)浸帶逐層鋪纏成型，其鋪層拉伸、壓縮性能較傳統(tǒng)三維編織結(jié)構(gòu)提升近兩倍，對(duì)提升構(gòu)件整體剛度有益，且預(yù)浸料逐層自動(dòng)化鋪放成型，鋪層預(yù)浸料纖維含量偏差可控制在2％以內(nèi)，預(yù)浸料鋪放角度誤差可控制0.3°以內(nèi)，成型質(zhì)量易于控制，制造效率高，制造成本大幅度降低。

3)所述環(huán)形復(fù)合材料抗沖擊損傷鋪層結(jié)構(gòu)各層鋪層預(yù)浸帶固化后厚度基本一致，纖維體積百分含量可達(dá)到63％以上，偏差可控制在±2％以內(nèi)。

4)本發(fā)明可根據(jù)載荷需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，交疊層的鋪層角度和鋪層厚度以及環(huán)形層厚度皆可設(shè)計(jì)調(diào)整，且交疊層網(wǎng)格寬度也可根據(jù)沖擊載荷要求設(shè)計(jì)調(diào)整，環(huán)形抗沖擊結(jié)構(gòu)具有良好的可設(shè)計(jì)性。

5)本發(fā)明不僅可用機(jī)匣包容結(jié)構(gòu)，亦可推廣應(yīng)用于機(jī)身、發(fā)射筒、儲(chǔ)箱等。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種復(fù)合材料抗沖擊結(jié)構(gòu)剖面圖；

圖2為本發(fā)明具體實(shí)施例1中步驟3鋪放效果示意圖；

圖3為本發(fā)明具體實(shí)施例1中步驟4鋪放效果示意圖；

圖4為本發(fā)明具體實(shí)施例1中步驟5鋪放效果示意圖；

圖5為本發(fā)明具體實(shí)施例1中步驟6鋪放效果示意圖；

圖6為本發(fā)明具體實(shí)施例2中步驟3和4的鋪放效果示意圖；

圖7為本發(fā)明具體實(shí)施例2中步驟5和6的鋪放效果示意圖；

圖8為本發(fā)明具體實(shí)施例2中交疊層外部示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種復(fù)合材料抗沖擊結(jié)構(gòu)，包括一交疊層1和兩個(gè)環(huán)形層2，交疊層1位于兩個(gè)環(huán)形層2之間，交疊層1包括第一鋪層和第二鋪層，所述第一鋪層由多條第一預(yù)浸帶以第一鋪層角度鋪放形成，所述第二鋪層由多條第二預(yù)浸帶以第二鋪層角度鋪放形成，且所述第一預(yù)浸帶和所述第二預(yù)浸帶在鋪層時(shí)交織進(jìn)行鋪放，以使所述第一鋪層和所述第二鋪層交疊，環(huán)形層2由至少一條環(huán)形層預(yù)浸帶沿所述沖擊結(jié)構(gòu)的周向纏繞或鋪放形成，所述第一鋪層角度和所述第二鋪層角度不同。

具體地，在本發(fā)明實(shí)施例中，第一預(yù)浸帶、第二預(yù)浸帶、環(huán)形層預(yù)浸帶可以為形狀、材質(zhì)等屬性相同的預(yù)浸帶，也可以是形狀、材質(zhì)等屬性不相同的預(yù)浸帶，本發(fā)明不做限定；預(yù)浸帶可以采用碳纖維預(yù)浸料、芳綸預(yù)浸料、玻璃纖維預(yù)浸料等多種預(yù)浸料中的一種或一種以上預(yù)浸料的混合物，本發(fā)明不做限定。

在本發(fā)明實(shí)施例中，所述第一預(yù)浸帶和所述第二預(yù)浸帶在鋪層時(shí)交織進(jìn)行鋪放，可以包括先間隔一定距離鋪放多條第一預(yù)浸帶，再間隔一定距離鋪放多條第二預(yù)浸帶，然后再在鋪放的多條第一預(yù)浸帶的間隔處鋪放多條第一預(yù)浸帶，之后在鋪放的多條第二預(yù)浸帶的間隔處鋪放多條所述第二預(yù)浸帶，以此類推，直至完成鋪層；還可以包括先鋪放一條第一預(yù)浸帶，再鋪放一條第二預(yù)浸帶，然后與上一次鋪放的第一預(yù)浸帶間隔一定距離鋪放另一條第一預(yù)浸帶，之后與上一次鋪放的第二預(yù)浸帶間隔一定距離鋪放另一條第二預(yù)浸帶，以此類推，直至完成鋪層；在其他實(shí)施例中，第一預(yù)浸帶和第二預(yù)浸帶在鋪放時(shí)還可以采用其他形式的交織鋪放方式，本發(fā)明不做限定。

在其他實(shí)施例中，環(huán)形層和交疊層的數(shù)量均可以根據(jù)載荷需要增加本發(fā)明不做限定。

本發(fā)明提供的復(fù)合材料抗沖擊結(jié)構(gòu)，具有交疊層，由于其交疊層是由相鄰鋪層預(yù)浸帶間隔交織鋪放形成的網(wǎng)格交織結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)將傳統(tǒng)復(fù)合材料層合板的2維層合結(jié)構(gòu)改變?yōu)?.5維層合結(jié)構(gòu)，因此使所述抗沖擊結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)層合板相比，層間性能和沖擊損傷容限提升了15％以上，具有更好的抗沖擊性能；同時(shí)所述復(fù)合材料抗沖擊結(jié)構(gòu)的環(huán)形層具有極佳纖維連續(xù)性和取直性，能夠最大程度發(fā)揮復(fù)合材料力學(xué)性能，將交疊層緊密的環(huán)箍在兩個(gè)環(huán)形層之間，因而進(jìn)一步提升交疊層的損傷容限和層間性能；因此，本發(fā)明提供的復(fù)合材料抗沖擊結(jié)構(gòu)具有良好的抗沖擊損傷破壞的優(yōu)點(diǎn)。

具體地，在本發(fā)明的一可選實(shí)施例中，交疊層1還包括第三鋪層，所述第三鋪層由多條第三預(yù)浸帶以第三鋪層角度鋪放形成，所述第一預(yù)浸帶、所述第二預(yù)浸帶及所述第三預(yù)浸帶在鋪層時(shí)交織進(jìn)行鋪放，以使所述第一鋪層、所述第二鋪層及所述第三鋪層交疊，所述第三鋪層角度、第一鋪層角度、第二鋪層角度各不相同；

在本發(fā)明實(shí)施例中，所述第一預(yù)浸帶、所述第二預(yù)浸帶及所述第三預(yù)浸帶在鋪層時(shí)交織進(jìn)行鋪放，可以包括先間隔一定距離鋪放多條第一預(yù)浸帶，再間隔一定距離鋪放多條第二預(yù)浸帶，之后間隔一定距離鋪放多條第三預(yù)浸帶，然后再在鋪放的多條第一預(yù)浸帶的間隔處鋪放多條第一預(yù)浸帶，在鋪放的多條第二預(yù)浸帶的間隔處鋪放多條所述第二預(yù)浸帶，在鋪放的多條第三預(yù)浸帶的間隔處鋪放多條所述第三預(yù)浸帶，以此類推，直至完成鋪層；還可以包括先鋪放一條第一預(yù)浸帶，再鋪放一條第二預(yù)浸帶，之后鋪放一條第三預(yù)浸帶，然后與上一次鋪放的第一預(yù)浸帶間隔一定距離鋪放另一條第一預(yù)浸帶，與上一次鋪放的第二預(yù)浸帶間隔一定距離鋪放另一條第二預(yù)浸帶，與上一次鋪放的第三預(yù)浸帶間隔一定距離鋪放另一條第三預(yù)浸帶，以此類推，直至完成鋪層；在其他實(shí)施例中，第一預(yù)浸帶、第二預(yù)浸帶和第三預(yù)浸帶在鋪放時(shí)還可以采用其他形式的交替鋪放方式，本發(fā)明不做限定；

在其他實(shí)施例中，交疊層還可以包括第四鋪層甚至第五鋪層等更多的鋪層，每個(gè)鋪層的鋪層角度均不相同，交疊層所包含的具體鋪層數(shù)量可以根據(jù)載荷需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，交疊層的鋪層角度和鋪層厚度以及環(huán)形層厚度皆可設(shè)計(jì)調(diào)整，且交疊層在整個(gè)結(jié)構(gòu)中的間隔寬度也可根據(jù)沖擊載荷要求設(shè)計(jì)調(diào)整，本發(fā)明不做限定。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種復(fù)合材料抗沖擊結(jié)構(gòu)的成型方法，包括以下步驟：

步驟1：先在模具表面纏繞或鋪放一層環(huán)形層；

步驟2：在形成的環(huán)形層上鋪放交疊層；

步驟3：然后在形成的交疊層上再纏繞或鋪放一層環(huán)形層；

其中，步驟1和步驟3中所述環(huán)形層的纏繞或鋪放方法包括：

沿所述模具周向纏繞或鋪放環(huán)形層預(yù)浸帶，直至鋪滿所述模具表面，形成環(huán)形層；

步驟2中，所述交疊層的鋪放方法包括：

在形成的環(huán)形層表面，按照第一鋪層角度鋪放第一預(yù)浸帶，以形成第一鋪層；

按照第二鋪層角度鋪放第二預(yù)浸帶，以形成第二鋪層，其中所述第一預(yù)浸帶和所述第二預(yù)浸帶在鋪層時(shí)交織進(jìn)行鋪放，所述第一鋪層角度和所述第二鋪層角度不同，所述第一鋪層和所述第二鋪層交疊形成所述交疊層。

具體地，在本發(fā)明實(shí)施例中，第一預(yù)浸帶、第二預(yù)浸帶、環(huán)形層預(yù)浸帶可以為形狀、材質(zhì)等屬性相同的預(yù)浸帶，也可以是形狀、材質(zhì)等屬性不相同的預(yù)浸帶，本發(fā)明不做限定；預(yù)浸帶可以采用碳纖維預(yù)浸料、芳綸預(yù)浸料、玻璃纖維預(yù)浸料等多種預(yù)浸料中的一種或一種以上預(yù)浸料的混合物，本發(fā)明不做限定。

在本發(fā)明實(shí)施例中，所述第一預(yù)浸帶和所述第二預(yù)浸帶在鋪層時(shí)交織進(jìn)行鋪放，可以包括先間隔一定距離鋪放多條第一預(yù)浸帶，再間隔一定距離鋪放多條第二預(yù)浸帶，然后再在鋪放的多條第一預(yù)浸帶的間隔處鋪放多條第一預(yù)浸帶，之后在鋪放的多條第二預(yù)浸帶的間隔處鋪放多條所述第二預(yù)浸帶，以此類推，直至完成鋪層；還可以包括先鋪放一條第一預(yù)浸帶，再鋪放一條第二預(yù)浸帶，然后與上一次鋪放的第一預(yù)浸帶間隔一定距離鋪放另一條第一預(yù)浸帶，之后與上一次鋪放的第二預(yù)浸帶間隔一定距離鋪放另一條第二預(yù)浸帶，以此類推，直至完成鋪層；在其他實(shí)施例中，第一預(yù)浸帶和第二預(yù)浸帶在鋪放時(shí)還可以采用其他形式的交替鋪放方式，本發(fā)明不做限定。

本發(fā)明提供的復(fù)合材料抗沖擊結(jié)構(gòu)成型方法，通過(guò)將預(yù)浸帶逐層鋪纏成型，其鋪層拉伸、壓縮性能較傳統(tǒng)三維編織結(jié)構(gòu)提升近兩倍，對(duì)提升構(gòu)件整體剛度有益，且預(yù)浸料逐層自動(dòng)化鋪放成型，鋪層預(yù)浸料纖維含量偏差可控制在2％以內(nèi)，預(yù)浸料鋪放角度誤差可控制0.3°以內(nèi)，成型質(zhì)量易于控制，制造效率高，制造成本大幅度降低；本發(fā)明實(shí)施例提供的成型方法制備的復(fù)合材料抗沖擊結(jié)構(gòu)，具有交疊層，由于其交疊層是由相鄰鋪層預(yù)浸帶間隔交織鋪放形成的網(wǎng)格交織結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)將傳統(tǒng)復(fù)合材料層合板的2維層合結(jié)構(gòu)改變?yōu)?.5維層合結(jié)構(gòu)，因此使所述抗沖擊結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)層合板相比，層間性能和沖擊損傷容限提升了15％以上，具有更好的抗沖擊性能；同時(shí)所述復(fù)合材料抗沖擊結(jié)構(gòu)的環(huán)形層具有極佳纖維連續(xù)性和取直性，能夠最大程度發(fā)揮復(fù)合材料力學(xué)性能，將交疊層緊密的環(huán)箍在兩個(gè)環(huán)形層之間，因而進(jìn)一步提升交疊層的損傷容限和層間性能；因此，本發(fā)明提供的復(fù)合材料抗沖擊結(jié)構(gòu)具有良好的抗沖擊損傷破壞的優(yōu)點(diǎn)。

具體地，在本發(fā)明實(shí)的一可選施例中，所述交疊層的鋪放方法包括：

在形成的環(huán)形層表面，按照第一鋪層角度鋪放第一預(yù)浸帶，以形成第一鋪層；

按照第二鋪層角度鋪放第二預(yù)浸帶，以形成第二鋪層；

按照第三鋪層角度鋪放第三預(yù)浸帶，以形成第三鋪層，其中所述第一預(yù)浸帶、所述第二預(yù)浸帶及所述第三預(yù)浸帶在鋪層時(shí)交織進(jìn)行鋪放，所述第一鋪層角度、所述第二鋪層角度和所述第三鋪層角度各不相同，所述第一鋪層、所述第二鋪層及所述第三鋪層交疊形成所述交疊層。

在本發(fā)明實(shí)施例中，所述第一預(yù)浸帶、所述第二預(yù)浸帶及所述第三預(yù)浸帶在鋪層時(shí)交織進(jìn)行鋪放，可以包括先間隔一定距離鋪放多條第一預(yù)浸帶，再間隔一定距離鋪放多條第二預(yù)浸帶，之后間隔一定距離鋪放多條第三預(yù)浸帶，然后再在鋪放的多條第一預(yù)浸帶的間隔處鋪放多條第一預(yù)浸帶，在鋪放的多條第二預(yù)浸帶的間隔處鋪放多條所述第二預(yù)浸帶，在鋪放的多條第三預(yù)浸帶的間隔處鋪放多條所述第三預(yù)浸帶，以此類推，直至完成鋪層；還可以包括先鋪放一條第一預(yù)浸帶，再鋪放一條第二預(yù)浸帶，之后鋪放一條第三預(yù)浸帶，然后與上一次鋪放的第一預(yù)浸帶間隔一定距離鋪放另一條第一預(yù)浸帶，與上一次鋪放的第二預(yù)浸帶間隔一定距離鋪放另一條第二預(yù)浸帶，與上一次鋪放的第三預(yù)浸帶間隔一定距離鋪放另一條第三預(yù)浸帶，以此類推，直至完成鋪層；在其他實(shí)施例中，第一預(yù)浸帶、第二預(yù)浸帶和第三預(yù)浸帶在鋪放時(shí)還可以采用其他形式的交替鋪放方式，本發(fā)明不做限定；

在其他實(shí)施例中，交疊層還可以包括交織鋪設(shè)的第四鋪層甚至第五鋪層等更多的鋪層，每個(gè)鋪層的鋪層角度均不相同，交疊層所包含的具體鋪層數(shù)量可以根據(jù)載荷需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，交疊層的鋪層角度和鋪層厚度以及環(huán)形層厚度皆可設(shè)計(jì)調(diào)整，且交疊層間隔寬度也可根據(jù)沖擊載荷要求設(shè)計(jì)調(diào)整，本發(fā)明不做限定。

在一可選實(shí)施例中，所述第一預(yù)浸帶和所述第二預(yù)浸帶在鋪層時(shí)交織進(jìn)行鋪放，包括以下步驟：

(1)每間隔第一寬度鋪放一條第一預(yù)浸帶，直至鋪滿所述模具表面，所述第一寬度不小于所述第一預(yù)浸帶的帶寬；

具體地，在本發(fā)明實(shí)施例中第一寬度一般略大于第一預(yù)浸帶的帶寬整數(shù)倍；

(2)每間隔第二寬度鋪放一條第二預(yù)浸帶，直至鋪滿所述模具表面，所述第二寬度不小于所述第二預(yù)浸帶的帶寬；

具體地，在本發(fā)明實(shí)施中第二帶寬一般略大于第二預(yù)浸帶的帶寬整數(shù)倍；

(3)在每個(gè)間隔處，緊鄰一條已鋪放好的第一預(yù)浸帶，鋪放一條第一預(yù)浸帶，直至鋪滿所述模具表面；

(4)在每個(gè)間隔處，緊鄰一條已鋪放好的第二預(yù)浸帶，鋪放一條第二預(yù)浸帶，直至鋪滿所述模具表面；

(5)重復(fù)步驟(3)和(4)，直至鋪放好的相鄰的兩個(gè)第一預(yù)浸帶之間的間距均小于所述第一預(yù)浸帶的帶寬，相鄰的兩個(gè)第二預(yù)浸帶之間的間距均小于所述第二預(yù)浸帶的帶寬，停止鋪放。

以第一寬度略大于第一預(yù)浸帶的一個(gè)帶寬，第二寬度略大于第二預(yù)浸帶的一個(gè)帶寬為例，第一預(yù)浸帶和第二預(yù)浸帶的交織鋪放方法包括：

(1)每間隔第一寬度鋪放一條第一預(yù)浸帶，直至鋪滿所述模具表面；

(2)每間隔第二寬度鋪放一條第二預(yù)浸帶，直至鋪滿所述模具表面；

(3)在步驟(1)形成的每個(gè)間隔處鋪放一條第一預(yù)浸帶，直至鋪滿所述模具表面；

(4)在步驟(2)形成的每個(gè)間隔處鋪放一條第二預(yù)浸帶，直至鋪滿所述模具表面，停止鋪放。

以第一寬度略大于第一預(yù)浸帶的兩個(gè)帶寬，第二寬度略大于第二預(yù)浸帶的兩個(gè)帶寬為例，第一預(yù)浸帶和第二預(yù)浸帶的交織鋪放方法包括：

(1)每間隔第一寬度鋪放一條第一預(yù)浸帶，直至鋪滿所述模具表面；

(2)每間隔第二寬度鋪放一條第二預(yù)浸帶，直至鋪滿所述模具表面；

(3)在步驟(1)形成的每個(gè)間隔處，緊鄰一條已鋪放好的第一預(yù)浸帶，鋪放一條第一預(yù)浸帶，直至鋪滿所述模具表面；

(4)在步驟(2)形成的每個(gè)間隔處，緊鄰一條已鋪放好的第二預(yù)浸帶，鋪放一條第二預(yù)浸帶，直至鋪滿所述模具表面；

(5)在步驟(3)形成的每個(gè)在間隔處，緊鄰一條已鋪放好的第一預(yù)浸帶，鋪放一條第一預(yù)浸帶，直至鋪滿所述模具表面；

(6)在步驟(4)形成的每個(gè)在間隔處，緊鄰一條已鋪放好的第二預(yù)浸帶，鋪放一條第二預(yù)浸帶，直至鋪滿所述模具表面，停止鋪放。

在一可選實(shí)施例中，所述第一預(yù)浸帶、所述第二預(yù)浸帶及所述第三預(yù)浸帶在鋪層時(shí)交織進(jìn)行鋪放，包括以下步驟：

1)鋪放一條第一預(yù)浸帶；

2)鋪放一條第二預(yù)浸帶；

3)與上一次鋪放的第一預(yù)浸帶間隔第一寬度鋪放另一條第一預(yù)浸帶；

4)與上一次鋪放的第二預(yù)浸帶間隔第二寬度鋪放另一條第二預(yù)浸帶；

5)依次重復(fù)步驟3)和4)，直至鋪滿所述模具表面；

6)在鋪放好的第一預(yù)浸帶的一個(gè)間隔處，緊鄰一條所述已鋪放好的第一預(yù)浸帶鋪放一條第一預(yù)浸帶；

7)在鋪放好的第二預(yù)浸帶的一個(gè)間隔處，緊鄰一條所述已鋪放好的第二預(yù)浸帶鋪放一條第二預(yù)浸帶；

8)然后，在所述鋪放好的第一預(yù)浸帶的另一個(gè)間隔處，緊鄰一條所述已鋪放好的第一預(yù)浸帶，鋪放另一條第一預(yù)浸帶；

9)在所述鋪放好的第二預(yù)浸帶的另一個(gè)間隔處，緊鄰一條所述已鋪放好的第二預(yù)浸帶，鋪放另一條第二預(yù)浸帶；

10)重復(fù)步驟8)和9)，直至鋪滿所述模具表面；

重復(fù)步驟6)-9)直至鋪設(shè)鋪放好的相鄰的兩個(gè)所述第一預(yù)浸帶之間的間距大于零小于所述第一預(yù)浸帶的帶寬，相鄰的兩個(gè)所述第二預(yù)浸帶之間的距離大于零小于所述第二預(yù)浸帶的帶寬，停止鋪放。

本發(fā)明實(shí)施例提供的第一預(yù)浸帶和第二預(yù)浸帶的交織鋪放方法，將復(fù)合材料層合板由傳統(tǒng)的2維改變?yōu)?.5維，因此使得到的抗沖擊結(jié)構(gòu)具有更好的層間性能和沖擊損傷容限，較傳統(tǒng)層合板提升15％以上。

具體地，在本發(fā)明實(shí)施例中，所述交替層的同一方向上相鄰的兩條預(yù)浸帶之間的間隔為0.5mm-1mm，所述環(huán)形層預(yù)浸帶在纏繞或鋪放時(shí)，相鄰的兩環(huán)之間無(wú)搭接無(wú)間隙。在本發(fā)明實(shí)施例中，所述交疊層通過(guò)自動(dòng)鋪放技術(shù)鋪放成型，所述環(huán)形層通過(guò)所述自動(dòng)鋪放技術(shù)或帶纏繞技術(shù)成型；自動(dòng)鋪放技術(shù)是將數(shù)根預(yù)浸絲或帶用多軸鋪放頭(機(jī)器手)按照設(shè)計(jì)要求所確定的鋪層方向在壓輥加壓下鋪放在芯模表面，壓實(shí)定型，整個(gè)過(guò)程由計(jì)算機(jī)測(cè)控、協(xié)調(diào)系統(tǒng)完成。其可以根據(jù)構(gòu)件形體表面形狀的變化，隨時(shí)切斷絲束，需要時(shí)繼續(xù)輸送絲束，適合凹曲面、凸曲面、變截面等復(fù)雜形狀構(gòu)件成型；在其他實(shí)施例中還可以通過(guò)手工鋪層等預(yù)浸料鋪層方式成型，本發(fā)明不做限定。

具體地，在本發(fā)明實(shí)施例中，步驟1中以第一方向沿所述模具周向纏繞或鋪放環(huán)形層預(yù)浸帶，步驟3中以第二方向沿所述模具周向纏繞或鋪放另一條環(huán)形層預(yù)浸帶，所述第一方向和所述第二方向相反。環(huán)形層具有極佳纖維連續(xù)性和取直性，通過(guò)將環(huán)箍交疊層的兩個(gè)環(huán)形層設(shè)設(shè)置成纏繞或鋪設(shè)方向相反的結(jié)構(gòu)，能夠最大程度發(fā)揮環(huán)形層的箍緊力，將交疊層緊密的環(huán)箍在兩個(gè)環(huán)形層之間，進(jìn)一步提升交疊層的損傷容限和層間性能

以下為本發(fā)明提供的具體實(shí)施例：

實(shí)施例1：

1)選取環(huán)形模具；

2)沿環(huán)形模具環(huán)向0°方向纏繞環(huán)形層預(yù)浸帶，直至鋪滿環(huán)形模具表面，形成連續(xù)纖維的環(huán)形層；所述環(huán)形層預(yù)浸帶采用碳纖維預(yù)浸料，寬度50mm；

3)按照鋪層角度為60°，每間隔12.9mm鋪放1條第一預(yù)浸帶，如此鋪滿整個(gè)筒體，第一預(yù)浸帶所采用的預(yù)浸料為碳纖維預(yù)浸料，預(yù)浸帶寬度12.7mm(如圖2所示)；

4)按照鋪層角度為-60°，每間隔12.9mm鋪放1條第二預(yù)浸帶，如此鋪滿整個(gè)筒體，第二預(yù)浸帶所采用的預(yù)浸料為碳纖維預(yù)浸料，預(yù)浸帶寬度12.7mm(如圖3所示)；

5)按照鋪層角度為60°，在步驟3)的間隔處鋪放第一預(yù)浸帶(如圖4所示)，預(yù)浸帶寬度12.7mm，如此鋪滿整個(gè)筒體；

6)按照鋪層角度為-60°，在步驟4)的間隔處鋪放第二預(yù)浸帶，預(yù)浸帶寬度12.7mm，如此鋪滿整個(gè)筒體(如圖5所示)，得到第一預(yù)浸帶和第二預(yù)浸帶交替鋪放形成的交疊層；

7)在步驟6)形成的交疊層外，沿環(huán)形模具環(huán)向0°方向纏繞環(huán)形層預(yù)浸帶，直至鋪滿環(huán)形模具表面，形成另一層環(huán)形層，預(yù)浸帶寬度50mm；

8)重復(fù)步驟3)至步驟7)，4次重復(fù)后，完成環(huán)形復(fù)合材料抗沖擊損傷鋪層結(jié)構(gòu)件的成型；

9)將成型的構(gòu)件放入熱壓罐加溫加壓固化，固化溫度180℃，固化壓力0.6mpa，真空壓力0.1mpa；

10)出罐后脫模，打磨去除毛刺，獲得成品。實(shí)施例2

1)選取環(huán)形模具；

2)沿環(huán)形模具環(huán)向0°方向鋪放環(huán)形層預(yù)浸帶，直至鋪滿環(huán)形模具表面，形成連續(xù)纖維的環(huán)形層；所述環(huán)形層預(yù)浸帶采用芳綸纖維預(yù)浸料，預(yù)浸料寬度80mm；

3)按照鋪層角度為60°，鋪放1條第一預(yù)浸帶，第一預(yù)浸帶所采用的預(yù)浸料為玻璃纖維預(yù)浸料，預(yù)浸帶寬度6.35mm；

4)按照鋪層角度為-45°，鋪放1條第二預(yù)浸帶，第二預(yù)浸帶所采用的預(yù)浸料為碳纖維預(yù)浸料，預(yù)浸帶寬度為12.7mm(參見(jiàn)圖6)；

5)與上一次鋪放的第一預(yù)浸帶間隔6.45mm的寬度鋪放另一條第一預(yù)浸帶；

6)與上一次鋪放的第二預(yù)浸帶間隔13.1mm的寬度鋪放另一條第二預(yù)浸帶；(參見(jiàn)圖7)

7)依次重復(fù)步驟5)和6)，直至鋪滿所述模具表面；

8)在鋪放好的第一預(yù)浸帶的第一個(gè)間隔處，緊鄰一條所述已鋪放好的第一預(yù)浸帶鋪放一條第一預(yù)浸帶，預(yù)浸帶寬度6.35mm；

9)在鋪放好的第二預(yù)浸帶的第一個(gè)間隔處，緊鄰一條所述已鋪放好的第二預(yù)浸帶鋪放一條第二預(yù)浸帶，預(yù)浸帶寬度12.7mm；

10)然后，與上一次鋪放的第一預(yù)浸帶間隔6.4mm，在所述鋪放好的第一預(yù)浸帶的另一個(gè)間隔處，鋪放另一條第一預(yù)浸帶；

11)與上一次鋪放的第二預(yù)浸帶間隔12.9mm，在所述鋪放好的第二預(yù)浸帶的另一個(gè)間隔處，鋪放另一條第二預(yù)浸帶；

12)依次重復(fù)步驟10)和11)，直至鋪滿所述模具表面，停止鋪放，得到交疊層(如圖8所示)；

13)在步驟12)形成的交疊層外，沿環(huán)形模具環(huán)向0°方向鋪放環(huán)形層預(yù)浸帶，直至鋪滿環(huán)形模具表面，形成另一層環(huán)形層，

14)重復(fù)步驟3)至步驟13)，重復(fù)10次，完成環(huán)形復(fù)合材料抗沖擊損傷鋪層結(jié)構(gòu)件的成型；

15)將成型的構(gòu)件放入熱壓罐加溫加壓固化，固化溫度180℃，固化壓力0.8mpa，真空壓力0.1mpa；

16)出罐后脫模，打磨去除毛刺，獲得成品。

本發(fā)明實(shí)施例提供的復(fù)合材料抗沖擊結(jié)構(gòu)，具有交疊層，由于其交疊層是由相鄰鋪層預(yù)浸帶間隔交織鋪放形成的網(wǎng)格交織結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)將傳統(tǒng)復(fù)合材料層合板的2維層合結(jié)構(gòu)改變?yōu)?.5維層合結(jié)構(gòu)，因此使所述抗沖擊結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)層合板相比，層間性能和沖擊損傷容限提升了15％以上，具有更好的抗沖擊性能；同時(shí)所述復(fù)合材料抗沖擊結(jié)構(gòu)的環(huán)形層具有極佳纖維連續(xù)性和取直性，能夠最大程度發(fā)揮復(fù)合材料力學(xué)性能，將交疊層緊密的環(huán)箍在兩個(gè)環(huán)形層之間，因而進(jìn)一步提升交疊層的損傷容限和層間性能；因此，本發(fā)明提供的復(fù)合材料抗沖擊結(jié)構(gòu)具有良好的抗沖擊損傷破壞的優(yōu)點(diǎn)。

以上所述，僅為本發(fā)明最佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

本發(fā)明說(shuō)明書(shū)中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員的公知技術(shù)。