复合材料U形混杂夹层结构固化变形及控制研究

本文以复合材料U形混杂夹层结构为研究对象，通过固化变形仿真模型建立、求解和试验件制造，初步得出零件固化变形规律。将固化变形仿真模拟的结果作为成型工装设计依据，并制造的试验件，试验件型面合格点数由36.36%提高至88.41%,证明基于试验数据修正固化变形仿真模型的参数及变形预测方法适用于U形混杂夹层结构。按照本文中的固化变形补偿方法进行成型工装设计，可以实现对零件的固化变形控制，从而减少试模次数和降低工装返修率，大大降低制造成本。     

复合材料C型梁类零件变形控制工艺方法的研究

复合材料梁类零件是构成飞机骨架的主要构件,其几何外形多为C型结构,采用热压罐固化后,固化变形对零件外形精度及装配连接产生极为不利的影响。为了克服这种变形,本文选取某型机尾翼C型梁零件进行局部几何特征的提取和重构,形成特征信息,通过变形的反变形补偿方法制造特征试验件确定工艺补偿值,并最终实现模具型面的补偿修正。这是以变形预测结果为基础提出的一种变形控制方法,以成型中的反变形方式实现最终成型后的复合材料产品与期望的形状相一致。     

鞍形碳纤维复合材料构件固化变形修正技术研究

针对鞍形碳纤维复材构件固化变形问题,通过试验的方法获取变形规律,以截面角度为参数,建立了型面各变形参数的变化规律方程,预测构件的固化变形。利用CATIA/CAA二次开发技术,实现了鞍形件的修正软件开发,并通过对鞍形件进行实际修正,减小了零件的制造误差,证明该方法可以有效地降低变形量,提高制件精度。     

复合材料L型结构固化变形的数值模拟与补偿

基于热力耦合原理和达西定律,建立了固化变形的数学模型,采用有限元方法对复合材料的固化变形和工装回弹补偿进行了研究。通过模拟结果对比,回弹补偿后L型结构的固化变形大幅度降低,表明该数值模拟方法可有效预测和控制L型结构的固化变形。通过L型结构的制造对比,验证了回弹补偿后零件的变形趋势与数值预测结果一致,表明该仿真分析方法可行,仿真结果能满足设计技术要求。     

深V型复材制件交联固化成型技术创新研究

复合材料具有比强度高、比模量高、比重小和抗疲劳性能优异等特点,在航空航天领域的应用占比日益增加。研究从实际工程应用角度出发,以开口角度小且深度大的深V型制件为研究对象,从产品厚度、内部质量、表面质量及固化变形控制等方面进行多方位攻关,分别采用阴模成型和阳模成型2种工艺方法制造试验件,通过理论分析和工艺试验论证,解决了深V型制件实际生产中出现的质量问题,为类似深V型结构零件的精确制造提供经验积累和技术支撑。     

复合材料热膨胀成型工艺研究与应用

简要叙述热膨胀工艺的原理和成型工艺过程，对热膨胀芯模的材料性能和设计、制造进行试验，分析影响膨胀压力的因素，并与热压罐成型工艺进行性能对比。以硅橡胶材料制作的芯模与钢模组合使用制备碳纤维复合材料制件，应用效果较好。研究表明，该工艺适用于多腔体复合材料制件的整体共固化成型。     

复合材料机翼环肋结构件的研制

以环氧树脂为基体,以玻璃布和碳布为增强材料,采用模压成型工艺制备了某型无人机机翼环肋复合材料结构件。通过优化模具结构,适当地调整固化工艺参数,解决了制件在内外圆角及拐角处脱层、发白、缺胶的现象,制造出符合设计图样要求的制件。     

聚甲基戊烯芯模材料的应用研究

帽形加筋是一种减重效率较高的结构形式,在飞机结构中发挥着重要作用,因此帽形加筋板制件的共固化成型成为国内航空复合材料制造的一项关键技术。所成型出的帽形件形状规整,无翘曲变形,无异物存在,外观光顺,内腔表面平滑,尺寸在公差范围内。研究聚甲基戊烯芯模材料在复合材料帽形加筋的应用。一次共固化制造复合材料帽形制件,可以保证产品质量。     

复合材料构件固化变形预测及其工装型面补偿设计

工装型面是影响复合材料固化变形的重要因素，对型面进行合理的优化设计可以实现对固化变形的有效控制。本文通过固化变形实验，验证了固化变形的可控性，基于固化成型模型模拟预测，仿真结果与实验测试结果吻合较好，验证了预测模型及方法的正确性；在此基础上，基于节点位移法对工装型面进行优化设计，并对优化结果进行实验验证。结果表明，通过型面优化设计，可有效减小复合材料固化变形，最大变形量减少89%。     

有限元仿真技术在航空复合材料产品制造上的应用

复合材料以其质轻、高强的特点从初展头角到迅猛发展,正成为现阶段航空航天及各领域新型材料的佼佼者与热点话题。与大多数金属材料相比,纤维增强树脂基复合材料具有质量轻、比模量高、比强度高、耐热、耐腐蚀、抗疲劳性能好、可设计性强、工艺性能好等一系列优点,成为了理想的航空结构材料。航空复合材料制件主要使用热压罐成型工艺进行制造,由热固性树脂与纤维在热压罐中经过高温高压与降温冷却,不仅外界温度、模具变形会对产品制造产生影响,不同树脂类型、树脂含量造成的化学反应热应力也会对复合材料变形造成影响。随着飞机的越来越多产品更改为复合材料制件,对于产品研制速度和产品精度的要求也越来越高,传统"试验件"尝试制造,凭经验分析判断的方法不仅成本高,研制周期长,也存在很大的不确定性。有限元仿真技术可以利用计算机软件模拟复合材料的固化过程,对产品的变形研究及复合材料模具的修型有着重要意义。本文介绍了一种有限元仿真技术控制复合材料变形的背景和意义。     

浅谈复合材料C型梁的制造工艺

介绍了复合材料C型梁零件加工技术现状,从材料性能、工艺性研究、外形和铺层设计、固化变形控制、厚度控制以及工装设计等方面进行综合分析,以便于工程技术人员在复合材料C型梁制造时设计合理的制造工艺,从而提升产品加工质量。     

小型无人机复合材料机身壁板与梁整体制造工艺

通过介绍无人机复合材料机身的结构特点、传统制造工艺方法以及工艺所存在的诸多问题,介绍了一种中小型无人机机身复合材料整体压力垫的制造工艺,以及复合材料蜂窝夹芯板件与梁整体共固化的工艺过程,可以用于典型的梁框蜂窝夹芯结构的整体制造。结果表明,通过与传统工艺对比,可以降低无人机的生产成本,提高复合材料制件的表面质量,缩短零部件生产周期。     

复合材料机翼翼梁回弹研究

复合材料具有比强度和比模量高、抗疲劳性能好等特点,被广泛应用于航空航天领域,但复合材料在成型过程中受材料特性、铺层取向、固化制度和模具材料等因素的综合影响,会产生回弹变形,严重情况下可引起尺寸超差致制件和模具报废。通过回弹试验,采用有限元模拟试验件的回弹量,与实测结果比对后进行线性修正,得出修正公式,并在3 m机翼翼梁上进行验证。     

复合材料U形梁成型模具设计

以复合材料U形梁为研究对象,综合考虑模具材料与复合材料热膨胀系数的差异、模具的结构形式、回弹角补偿以及构件脱模等因素,采用CATIA三维软件对复合材料热压罐成型模具进行数字化设计。模具为框架式阳模结构,采用Q235钢焊接制造,对模具成型曲面进行补偿修正从而减小或消除热压罐成型过程中构件的变形,对两侧缘条各设置1°回弹补偿角以保证U形梁的尺寸精度和脱模要求。该模具结构合理,成本低,可加工性好,型面公差符合要求,具有良好的刚度和气密性。经工艺验证,采用该模具生产制造的复合材料构件型面公差符合要求,U形梁变形角度控制在技术要求范围以内,满足产品技术条件和后续装配要求。     

基于ANN的复合材料变厚度壳体固化变形预测

研究目的是建立基于人工神经网络的复合材料固化变形预测模型。复合材料固化变形的多因素性致使很难得到精确的解析解。应用人工神经网络方法结合实验实测数据,模拟复合材料各项参数与变形间的非线性关系,对相同材料(玻璃钢)在相近固化条件下的固化变形进行预测,计算速度快,精度高,为固化变形的预测控制提供了一种新方法。     

复合材料风扇叶片成型关键技术探索研究

复合材料风扇叶片是商用大涵道比涡扇发动机的重要转动部件，其重量和性能将直接影响发动机的推重比和性能。复合材料风扇叶片具有结构复杂、受载工况恶劣、制造质量要求高等特点，为了提升国产商用航空发动机复合材料风扇叶片成型质量，针对复合材料风扇叶片成型工艺关键技术难点问题，从叶片模具设计与材料选用、大厚度榫头铺层设计与铺叠方法、固化工艺精细化控制及全型面拟合自适应加工等方面研究了制造工艺对叶片质量的影响，对比分析了不同工艺方法下叶片叶型尺寸、内部纤维取向、制造缺陷、随炉件力学性能水平的差异。结果表明，选用Invar钢作为模具材料，改善榫头铺层插入层的设置位置、数量和铺层顺序，精细化控制固化温度、压力等关键工艺参数，全型面拟合自适应加工等方法有效提高了叶片成型质量和尺寸符合性。     

碳/环氧复合材料C波段天线反射面研制

简述了碳/环氧复合材料C波段天线的组成,并对天线反射面制造工艺过程、材料选择及特性、铺层分析、成型模具设计、固化成型工艺参数选择、产品质量控制等内容进行了研究.结果表明:研制的某型号卫星蜂窝夹层结构复合材料抛物面天线的型面精度可控制在均方差精度为0.16 mm,经多次飞行试验考核,该天线各项指标均达到设计要求.     

某型机复合材料U形蒙皮固化成型厚度控制

复合材料制件因其优异的性能,在航空领域得到越来越多的应用。但热压罐固化成型法往往存在制件厚度超差,难以控制的问题,严重制约着复合材料的使用范围。本文对某型机复合材料U形蒙皮固化成型后厚度超差进行研究,简要分析了复合材料U形蒙皮厚度超差的原因,提出了制件固化过程中进行边缘封胶和底部吸胶的工艺方法,有效地解决了复合材料U形蒙皮组件厚度超差问题。     

复合材料帽形结构水溶芯模共固化成型工艺研究

介绍了采用水溶性芯模的一次共固化技术制造带帽形加强筋的复合材料制件的工艺路线及效果。所采用的材料为可零吸胶的T700/5429预浸料,为提高R区抗剥离能力,分别采用不同的填角方式。结果表明：采用这种工艺可以较好地解决帽形复合材料构件固化后脱模问题,制件外形准确,内部质量良好,适当的填角方式可以极大地提高帽形结构R区的抗剥离能力。     

复合材料机身Z型隔框变形控制研究

采用单向带预浸料在Z型隔框成型工装上完成零件的铺贴及固化,在零件切边以后采用三坐标测量机完成零件的型面测量,将测量数据与零件理论型面进行了分析对比。分析了零件缘条与腹板之间的回弹、零件在半径方向以及在腹板方向上的变形情况,并根据工程对零件型面的要求,对隔框成型工装进行了型面补偿,得到了工装设计的零件工艺数模。采用完成型面补偿以后的工装制造了全尺寸隔框零件,采用三坐标测量机对零件型面进行了测量,验证了工装型面补偿的有效性,零件型面轮廓度控制在±0.375 mm以内,隔框在与角片及蒙皮进行装配的过程中,很好地满足了装配公差的要求。