【技術實現步驟摘要】
本專利技術申請屬于復合材料制造及固化變形控制，具體涉及一種借助模具與復合材料相互作用的抑制復合材料長桁加筋壁板固化變形的工藝方法。
技術介紹
1、復合材料壁板是飛機機翼、機身、尾翼等部段的核心部件，其制造品質代表了我國航空裝備的最高水平。壁板常采用t型、帽型或j型長桁增加抗彎剛度，成為長桁加筋壁板。由于壁板結構不對稱、纖維樹脂屬性不匹配、樹脂固化收縮及熱脹冷縮等原因，采用熱壓罐成型工藝的長桁加筋壁板通常表現出橫向朝蒙皮方向的下凹變形以及縱向朝長桁方向的凸起變形，嚴重影響產品的外形精度和裝配。
2、復合材料固化變形控制方法通常包括固化工藝參數優化、采用與復合材料熱膨脹系數接近的材料制作成型模具、模具型面補償、成型工藝優化等。現有的方法對結構簡單、固化變形呈線性特征的薄壁類結構有明顯的效果，但對于長桁加筋壁板的非線性固化變形的控制效果有限，實際實施情況不佳。
3、因此，很有必要提出一種抑制長桁加筋壁板固化變形的工藝方法，實現壁板類結構的高質量制造。
技術實現思路
1、本專利技術申請為解決長桁加筋壁板固化變形帶來的外形超差、帶預應力裝配等技術問題，提出一種復合材料長桁加筋壁板固化變形的抑制方法,通過成型模具的熱膨脹系數設計調控模具與復合材料零件的界面相互作用行為，從而實現對長桁加筋壁板的固化變形控制。
2、為了實現上述專利技術目的，本申請所采取技術方案如下：
3、一種復合材料長桁加筋壁板固化變形的抑制方法，其包括如下步驟：
4、
5、步驟2：選取適用于作為成型模具的預浸料體系，根據步驟1中得到的長桁加筋壁板固化變形形式，遵循對稱原則設計復合材料在成型模具上的鋪層形式；
6、步驟3：準備步驟1中長桁加筋壁板的成型模具；
7、步驟4：按照步驟2中的預浸料材料及鋪層順序在步驟3中準備的成型模具表面鋪貼并固化，得到固定于成型模具表面的復合材料型板；
8、步驟5：按照步驟1中長桁加筋壁板貼膜面的型面幾何參數對步驟4中的復合材料型板進行加工，使其表面粗糙度≤ra1.6，得到帶有復合材料型板的長桁加筋壁板成型模具；
9、步驟6：在步驟5所得的帶有復材型板的長桁加筋壁板成型模具的工作區域涂刷脫模劑或粘貼脫模布，并按照制造工藝流程，完成長桁加筋壁板的制造。
10、作為本專利技術進一步的方案：在步驟2中，所選用的預浸料體系的工作溫度應高于長桁加筋壁板的固化溫度10度以上。
11、作為本專利技術進一步的方案：在步驟2中，所述成型模具鋪層設計應以單向預浸料為主、織物預浸料為輔進行選材，其中織物預浸料原則上只設在鋪層的最后一層，以防止加工時發生劈絲損傷。
12、作為本專利技術進一步的方案：在步驟2中，根據長桁加筋壁板固化變形形式進行鋪層設計的原則為：從橫向和縱向兩個方向觀測長桁加筋壁板的固化變形形式，對于朝成型模具方向的下凹變形，增加垂直于觀察面方向的單向預浸料鋪層比例；對于遠離成型模具方向的上凸變形，減少垂直于觀察面方向的單向預浸料鋪層比例。
13、作為本專利技術進一步的方案：在步驟2中，所設計的鋪層總厚度不應小于2mm。
14、作為本專利技術進一步的方案：在步驟3中，需打磨去除成型模具表面污漬、殘留脫模劑等雜物。
15、作為本專利技術進一步的方案：在步驟4中，固定于成型模具表面的復合材料型板應按照步驟2所選用預浸料體系的供應商推薦的固化參數進行固化。
16、作為本專利技術進一步的方案：在步驟4中，固定于成型模具表面的復合材料型板可在該零件的金屬成型模具型板上固化成型，也可成型后安裝于金屬框架上。
17、作為本專利技術進一步的方案：在步驟5中，在復合材料型板表面上印刻零件凈尺寸線及鋪貼線。
18、作為本專利技術進一步的方案：在步驟5中，復合材料型板長寬尺寸應綜合考慮到鋪貼線、制袋區及工裝附件所需空間。
19、與現有技術相比，本申請的有益效果是：
20、1、本專利技術結合長桁加筋壁板固化變形特點，充分發揮復合材料的可設計性優勢，通過成型模具的熱膨脹系數調控、借助模具對復合材料零件的相互作用實現對復合材料長桁加筋壁板固化變形的控制，實現壁板類零件的高質量制造。
21、2、本專利技術對于厚度較薄的弱剛度壁板有較為明顯的固化變形抑制作用。
22、下面結合附圖和實施例對本申請進一步說明。
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1.一種復合材料長桁加筋壁板固化變形的抑制方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種復合材料長桁加筋壁板固化變形的抑制方法，其特征在于，在步驟2中，所選用的預浸料體系的工作溫度應高于長桁加筋壁板的固化溫度10度以上。
3.根據權利要求1所述的一種復合材料長桁加筋壁板固化變形的抑制方法，其特征在于，在步驟2中，所述成型模具鋪層設計應以單向預浸料為主、織物預浸料為輔進行選材，其中織物預浸料原則上只設在鋪層的最后一層，以防止加工時發生劈絲損傷。
4.根據權利要求3所述的一種復合材料長桁加筋壁板固化變形的抑制方法，其特征在于，在步驟2中，根據長桁加筋壁板固化變形形式進行鋪層設計的原則為：從橫向和縱向兩個方向觀測長桁加筋壁板的固化變形形式，對于朝成型模具方向的下凹變形，增加垂直于觀察面方向的單向預浸料鋪層比例；對于遠離成型模具方向的上凸變形，減少垂直于觀察面方向的單向預浸料鋪層比例。
5.根據權利要求4所述的一種復合材料長桁加筋壁板固化變形的抑制方法，其特征在于，在步驟2中，所設計的鋪層總厚度不應小于2mm。
7.根據權利要求3所述的一種復合材料長桁加筋壁板固化變形的抑制方法，其特征在于，在步驟4中，固定于成型模具表面的復合材料型板應按照步驟2所選用預浸料體系的供應商推薦的固化參數進行固化。
8.根據權利要求1或7所述的一種復合材料長桁加筋壁板固化變形的抑制方法，其特征在于，在步驟4中，固定于成型模具表面的復合材料型板可在該零件的金屬成型模具型板上固化成型，也可成型后安裝于金屬框架上。
9.根據權利要求1所述的一種復合材料長桁加筋壁板固化變形的抑制方法，其特征在于，在步驟5中，在復合材料型板表面上印刻零件凈尺寸線及鋪貼線。
10.根據權利要求9所述的一種復合材料長桁加筋壁板固化變形的抑制方法，其特征在于，在步驟5中，復合材料型板長寬尺寸應綜合考慮到鋪貼線、制袋區及工裝附件所需空間。
...【技術特征摘要】
1.一種復合材料長桁加筋壁板固化變形的抑制方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種復合材料長桁加筋壁板固化變形的抑制方法，其特征在于，在步驟2中，所選用的預浸料體系的工作溫度應高于長桁加筋壁板的固化溫度10度以上。
3.根據權利要求1所述的一種復合材料長桁加筋壁板固化變形的抑制方法，其特征在于，在步驟2中，所述成型模具鋪層設計應以單向預浸料為主、織物預浸料為輔進行選材，其中織物預浸料原則上只設在鋪層的最后一層，以防止加工時發生劈絲損傷。
4.根據權利要求3所述的一種復合材料長桁加筋壁板固化變形的抑制方法，其特征在于，在步驟2中，根據長桁加筋壁板固化變形形式進行鋪層設計的原則為：從橫向和縱向兩個方向觀測長桁加筋壁板的固化變形形式，對于朝成型模具方向的下凹變形，增加垂直于觀察面方向的單向預浸料鋪層比例；對于遠離成型模具方向的上凸變形，減少垂直于觀察面方向的單向預浸料鋪層比例。
5.根據權利要求4所述的一種復合材料長桁加筋壁板固化變形的抑制方法，其特征在于，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：何靚，王小凱，徐小偉，曹心柔，張璇，霍玥玥，
申請(專利權)人：中航西安飛機工業集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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