發(fā)布時間：2020-06-19 08:30

【摘要】：現(xiàn)代航空構(gòu)件中廣泛采用桁條加強的加筋壁板結(jié)構(gòu),筋條這類具有固定截面形狀的型材多采用熱壓罐成型和先進拉擠成型,熱壓罐成型是復(fù)合材料固化成型的標(biāo)準(zhǔn)工藝,但制件長度受到罐體尺寸的限制,模具成本也較高。先進拉擠成型技術(shù)以預(yù)浸料為原材料,通過不同鋪層組合實現(xiàn)制件的力學(xué)性能可設(shè)計性,在控制生產(chǎn)成本及靈活性方面具有獨特的優(yōu)勢,本課題選用X850預(yù)浸料進行研究,分析其典型熱壓罐成型工藝和先進拉擠成型工藝的區(qū)別,研究多區(qū)間溫度制度,壓力制度對先進拉擠制件成型質(zhì)量的影響趨勢,制定固化過程中各區(qū)間工藝參數(shù)。(1)對X850預(yù)浸料進行固化動力學(xué)研究確定各區(qū)間工藝參數(shù),預(yù)成型區(qū)間在110℃下保溫30min,預(yù)處理區(qū)間溫度設(shè)定為160℃,固化區(qū)間溫度設(shè)定為180℃,為了抑制孔隙的形成與長大,預(yù)處理區(qū)間壓力設(shè)定為0.3MPa,固化區(qū)間壓力取值范圍為0.6MPa-1MPa,通過減少預(yù)處理區(qū)間樹脂的流動性消除了步進紋缺陷,具體工藝條件為預(yù)處理區(qū)間160℃保溫30min。(2)以拉擠制件表面和內(nèi)部成型質(zhì)量為表征優(yōu)選了正交試驗中的最優(yōu)方案,該方案所得制件彎曲強度為968.52MPa,彎曲模量為65.58GPa,層間剪切強度為45.18MPa,孔隙率為1.14%,孔隙主要存在于層間的富樹脂區(qū)域,隨著壓力和加壓時機的改變其形狀、尺寸、含量均有所改變,層間孔隙的存在導(dǎo)致了拉擠制件綜合力學(xué)性能的下降。(3)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度T_g與后固化溫度和保溫時間之間具有定量關(guān)系,后固化處理使拉擠制件的力學(xué)性能明顯提升,但后固化溫度超過玻璃化轉(zhuǎn)變溫度后力學(xué)性能隨之下降,綜合分析確定了200℃保持70min的后固化工藝制度。(4)對預(yù)成型區(qū)間至固化區(qū)間的工藝制度進行重新分配,設(shè)計了三種試驗方案,測試結(jié)果顯示固化階段對拉擠制件的彎曲強度影響比較大,壓力和加壓時機對拉擠制件層間剪切強度影響比較大,通過張力控制系統(tǒng)改善了制件表面的褶皺缺陷,確定了拉擠成型的總體工藝參數(shù)并制得總體成型質(zhì)量較優(yōu)的制件。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：V261
【圖文】：

圖 1.1 復(fù)合材料在 A380 飛機上的應(yīng)用圖 1.2 復(fù)合材料在民用領(lǐng)域的應(yīng)用結(jié)構(gòu)件成型工藝型方法的基礎(chǔ)上研發(fā)成本更低的先進加工技術(shù)是當(dāng)今復(fù)合材的要求，航空領(lǐng)域中廣泛采用了加筋壁板和夾層結(jié)構(gòu)，加強式制成加筋壁板，通過筋條的幾何效應(yīng)提高結(jié)構(gòu)剛度，減輕結(jié)

圖 1.2 復(fù)合材料在民用領(lǐng)域的應(yīng)用合材料結(jié)構(gòu)件成型工藝現(xiàn)有材料成型方法的基礎(chǔ)上研發(fā)成本更低的先進加工技術(shù)是當(dāng)今復(fù)合材料界的共識強度和剛度的要求，航空領(lǐng)域中廣泛采用了加筋壁板和夾層結(jié)構(gòu)，加強筋條與面板共固化的方式制成加筋壁板，通過筋條的幾何效應(yīng)提高結(jié)構(gòu)剛度，減輕結(jié)構(gòu)重量。降制造成本及提高生產(chǎn)水平可以更好的實現(xiàn)其使用價值，目前，復(fù)合材料制造技術(shù)仍、低成本的發(fā)展方向，可以通過設(shè)計樹脂基體來滿足不同材料體系的需求，然而，材料比較依賴成型工藝，考慮到材料成型加工的可行性與制件的性能，需要應(yīng)用不系，因此便涉及到較多的成型方法，目前飛機復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件制造技術(shù)的主要發(fā)展化和自動化技術(shù)相結(jié)合，主要采用的制造方法有熱壓罐成型工藝、模壓成型工藝、藝等，其中拉擠成型工藝在提高生產(chǎn)效率和降低制造成本等方面具有很大的優(yōu)越性向制件具有較優(yōu)的力學(xué)性能，下面對這幾種成型工藝分別進行介紹。熱壓罐成型工藝壓罐成型工藝的生產(chǎn)流程為：首先將預(yù)浸料裁剪為具有一定形狀及尺寸的片材，根

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本文編號：2720545