采用帽形長桁加強(qiáng)的復(fù)合材料加筋壁板結(jié)構(gòu)由于其較高的比剛度、比強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,廣泛應(yīng)用于大型航空結(jié)構(gòu)中。隨著大型航空器的發(fā)展,對于超長帽形長桁的制備有極大的需求。先進(jìn)拉擠成型（Advanced Pultrusion,簡稱ADP）技術(shù)可以低成本實現(xiàn)短模具制造長型材的目的。本文針對帽形長桁的先進(jìn)拉擠成型技術(shù)進(jìn)行相關(guān)研究,設(shè)計ADP系統(tǒng)裝置,制定拉擠工藝,進(jìn)行長桁制備并針對缺陷進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化。（1）針對帽形長桁的鋪層設(shè)計要求,設(shè)計了料卷自動鋪疊方案;為了保證先進(jìn)拉擠成型中±45°和90°方向鋪層實現(xiàn)帶張力放料,設(shè)計料卷分組和鋪帶方案進(jìn)行料卷的自動鋪覆,通過料卷布置和張力控制實現(xiàn)了預(yù)浸料的帶張力自動鋪疊。（2）對帽形長桁的預(yù)成型過程進(jìn)行分析,確定了使用預(yù)成型模具的方式進(jìn)行預(yù)浸料變形控制的方案;建立預(yù)浸料預(yù)成型過程的變形模型,并對纖維路徑進(jìn)行縱向和橫向規(guī)劃,完成預(yù)成型模具的設(shè)計,最終得到的預(yù)成型模型表面纖維橫向線長相等,縱向線長變化率最大為0.61‰。針對多層數(shù)預(yù)浸料在預(yù)成型過程中R角區(qū)層間滑移的現(xiàn)象,研究預(yù)成型工藝以降低層間滑移阻力并確定了預(yù)成型溫度為100℃;對在所設(shè)計的預(yù)成型模具和工藝下制備... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

半豆莢桿先進(jìn)拉擠設(shè)備

用鋪覆了±45°或 90°方向的料卷進(jìn)行放帶并完成設(shè)計鋪層的自動鋪疊。為了保證放帶效果，在 0°方向鋪覆的層數(shù)應(yīng)規(guī)劃至最低。因此，設(shè)計了如圖 2.3 所示三組料卷鋪覆形式：A 組料卷 B 組料卷 C 組料卷圖 2.3 料卷分組方案上圖中各料卷鋪覆方案如下：（1）A 組料卷方案：[0/45]（2）B 組料卷方案：[0/-45/90]（3）C 組料卷方案：[0/-45]其中將 C 組料卷[0/-45]翻轉(zhuǎn)即可得到[45/0]的鋪覆結(jié)構(gòu)。如圖 2.4 所示：

圖 2.6 45°方向鋪帶動作原理圖首先，將 300mm 的單向預(yù)浸料卷放入料軸 2 中，手動牽引一段預(yù)浸料纏繞至料軸 3 上并固定。本裝置利用料軸 3 的逆時針轉(zhuǎn)動力矩和料軸 2 的制動力矩建立 0°鋪層的張力。料軸 1為 150mm 寬預(yù)浸料料卷軸，預(yù)浸料穿過送帶輥和切刀至壓帶輥下。鋪帶張力由料軸 1 的反轉(zhuǎn)和送帶輥及壓輥與預(yù)浸料的摩擦力提供。當(dāng)需要進(jìn)行 A 組料卷的鋪覆時，如上圖所示，調(diào)節(jié)鋪帶方向與 0°方向預(yù)浸料成 4°角并使切刀與料軸 1 的預(yù)浸帶保持-45°夾角，即可在 0°方向預(yù)浸料上鋪覆 45°方向預(yù)浸料，具體動作為：（1）送帶輥移動下壓夾緊預(yù)浸料并順時針轉(zhuǎn)動進(jìn)行送帶，料軸 1 反轉(zhuǎn)建立張力；（2）壓輥移動到鋪帶始端，當(dāng)預(yù)浸帶傳送至壓輥位置，壓輥下壓將預(yù)浸料壓至 0°方向預(yù)浸料上；（3）壓輥后移進(jìn)行 45°方向的鋪覆；（4）壓輥停止運動，切刀切下，使 0°預(yù)浸帶形成 45°邊緣；（5）壓輥繼續(xù)后移完成剩余 45°預(yù)浸料的鋪覆；（6）壓輥回移至初始位置后抬起；（7）料軸 3 轉(zhuǎn)動，帶動鋪覆完成的[0/45]鋪層前進(jìn)一定距離，完成一個鋪覆循環(huán)周期。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]半豆莢桿先進(jìn)拉擠預(yù)處理工藝研究[J]. 周黃鶴,齊俊偉,諸靜,李濤,鞠博文,肖軍.  玻璃鋼/復(fù)合材料. 2015(08)
[2]飛行器結(jié)構(gòu)用復(fù)合材料制造技術(shù)與工藝?yán)碚撨M(jìn)展[J]. 顧軼卓,李敏,李艷霞,王紹凱,張佐光.  航空學(xué)報. 2015(08)
[3]航空先進(jìn)復(fù)合材料帽型加筋構(gòu)件制造關(guān)鍵技術(shù)探究[J]. 蒲永偉,湛利華.  航空制造技術(shù). 2015(04)
[4]復(fù)合材料在新一代大型民用飛機(jī)中的應(yīng)用[J]. 馬立敏,張嘉振,岳廣全,劉建光,薛佳.  復(fù)合材料學(xué)報. 2015(02)
[5]面向半豆莢桿的先進(jìn)拉擠裝備技術(shù)研究[J]. 肖健,齊俊偉,肖軍,李濤,楊興瑞.  玻璃鋼/復(fù)合材料. 2014(11)
[6]面向半豆莢桿的先進(jìn)拉擠新方法研究[J]. 楊興瑞,肖健,齊俊偉,肖軍.  玻璃鋼/復(fù)合材料. 2014(06)
[7]熱隔膜工藝溫度與成型速率對C形復(fù)合材料成型質(zhì)量的影響[J]. 邊旭霞,顧軼卓,孫晶,李敏,張冬梅,張佐光.  玻璃鋼/復(fù)合材料. 2013(05)
[8]A350的復(fù)合材料構(gòu)件制造[J]. 吳志恩.  航空制造技術(shù). 2013(13)
[9]非等溫DSC法研究環(huán)氧樹脂體系固化動力學(xué)[J]. 李恒,王德海,錢夏慶.  固體火箭技術(shù). 2013(02)
[10]帽形梁先進(jìn)拉擠熱壓裝置研究[J]. 竇沖,齊俊偉,肖軍,肖健,程琨.  航空制造技術(shù). 2013(07)

碩士論文
[1]針對半豆莢桿的先進(jìn)拉擠系統(tǒng)優(yōu)化與關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 鞠博文.南京航空航天大學(xué) 2016
[2]復(fù)合材料薄壁加筋板結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化設(shè)計[D]. 王汝.大連理工大學(xué) 2014
[3]先進(jìn)拉擠Π型梁工藝參數(shù)控制與性能研究[D]. 鄧?yán)诿?南京航空航天大學(xué) 2012
[4]帽型復(fù)合材料加筋壁板結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[D]. 韓旭.南京航空航天大學(xué) 2009
[5]機(jī)車車輛中常用橡膠件的有限元分析[D]. 左亮.西南交通大學(xué) 2008



本文編號：3076234