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龙图腾网获悉燕山大学申请的专利用于碳纤维增强铝合金夹层管材的成形复合一体化方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN117182463B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-29发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202311135403.2，技术领域涉及：B23P15/00；该发明授权用于碳纤维增强铝合金夹层管材的成形复合一体化方法是由李丙;王宇杰;郑秋丽;侯湘武;杜冰设计研发完成，并于2023-09-05向国家知识产权局提交的专利申请。

本用于碳纤维增强铝合金夹层管材的成形复合一体化方法在说明书摘要公布了：本发明提供一种用于碳纤维增强铝合金夹层管材的成形复合一体化方法，通过电镀的方式对碳纤维进行镀镍得到表面沉积镍层的碳纤维；将小孔径铝合金管材用镀镍碳纤维管包裹层叠并以圆周阵列的方式置于中孔径和大孔径铝合金管材之间，得到未复合的碳纤维增强镀镍铝合金夹层结构层合管；采用固体颗粒介质胀形技术完成镍层与铝合金管材的扩散连接和夹层结构和管材的整体成形。本发明利用镍层与铝合金发生扩散冶金复合反应，改善连接过程中树脂分布不均或气泡等缺陷，又引入内部小孔径管材加筋提高碳纤维铝合金管材的整体刚度和承载能力，并且通过固体颗粒介质的非均匀分布传压特性以及超声辅助能场，实现碳纤维增强铝合金夹层管材的成形复合一体化加工。

本发明授权用于碳纤维增强铝合金夹层管材的成形复合一体化方法在权利要求书中公布了：1.一种用于碳纤维增强铝合金夹层管材的成形复合一体化方法，其特征在于，具体实施步骤如下： S1、制备表面沉积镍层的碳纤维； S2、制备三种不同内径尺寸的铝合金管材，沿铝合金管的径向，将小孔径铝合金管材和碳纤维进行包裹层叠并以圆周阵列的方式置于中孔径铝合金管材和大孔径铝合金管材之间，得到未复合的碳纤维增强镀镍铝合金层合管； S3、装配固体颗粒胀形模具以及超声装置，得到用于复合的成形模具： S31、将未复合的碳纤维增强镀镍铝合金层合管垂直放置于成形模具中，使碳纤维增强镀镍铝合金层合管的底部与模具底部的垫板重合，形成一个桶状的半密闭空间； S32、在碳纤维增强镀镍铝合金层合管的最内层添加固体颗粒，使固体颗粒充满整个碳纤维增强镀镍铝合金层合管的型腔； S33、利用轴向冲头，从碳纤维增强镀镍铝合金层合管的上方压入，让碳纤维增强镀镍铝合金层合管的内部形成密闭空间，然后在轴向冲头上装配超声振动装置，得到用于复合的成形模具； S4、根据镍层与铝合金复合反应NiAl→NiAl3→Ni2Al3所需的温度，将用于复合的成形模具加热至200-300℃后，保持温度不变； 截取S3中的碳纤维增强镀镍铝合金层合管的自由变形区，在最大变形点处的单元内，切向应力为第一主应力，径向力和轴向力趋近于零；运用第三理论强度，当第一主应力与屈服应力相同时，管材开始变形，由弹性阶段进入塑性阶段，此时的内压值为： 式中，ps为碳纤维增强镀镍铝合金层合管由弹性阶段进入塑性阶段的内压值，σs为屈服应力，A和B为关于β的函数，μ为材料的泊松比，δ为碳纤维增强镀镍铝合金层合管的厚度，a为碳纤维增强镀镍铝合金层合管的外半径，l为自由变形区的总长度； 在变形区变形时的任意时刻，取凸环中心处的典型单元C进行分析求得，典型单元C处的各向应力以及成形内压为： 式中，σθ为环向应力；σt为子午面切向应；为等效应力；P为碳纤维增强镀镍铝合金层合管成形内压；δ为碳纤维增强镀镍铝合金层合管的厚度；R0为碳纤维增强镀镍铝合金层合管的内半径；R1为碳纤维增强镀镍铝合金层合管成形后的管材的外圆半径；R2为碳纤维增强镀镍铝合金层合管成形后的管材的内圆半径；γ为自由变形区中心角； 向碳纤维增强镀镍铝合金管施加0-10MPa的压力，进行0-1min的保压，并进行超声振动，得到预复合碳纤维增强镀镍铝合金层合管； S5、在S4的基础上，将用于复合的成形模具中固体颗粒的温度加热至400-500℃后，保持温度不变，继续利用轴向压缩压头施加同样的超声振动并挤压固体颗粒，对预复合碳纤维增强镀镍铝合金层合管进行成形，成形压力为20～30MPa，成形时间为2～3min，使得碳纤维增强镀镍铝合金层合管与成形模具中刚性凹模完全贴合，得到具有预设形状的碳纤维增强镀镍铝合金层合管； S6、当碳纤维增强镀镍铝合金层合管成形结束后，保压压力为20-30MPa，保温时间为40-50min；然后降低压力至0MPa，得到复合后碳纤维增强镀镍铝合金层合管。

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