采用帽形長桁加強的復合材料加筋壁板結(jié)構(gòu)由于其較高的比剛度、比強度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,廣泛應用于大型航空結(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拉擠成型技術(shù)進行相關研究,設計ADP系統(tǒng)裝置,制定拉擠工藝,進行長桁制備并針對缺陷進行系統(tǒng)優(yōu)化。（1）針對帽形長桁的鋪層設計要求,設計了料卷自動鋪疊方案;為了保證先進拉擠成型中±45°和90°方向鋪層實現(xiàn)帶張力放料,設計料卷分組和鋪帶方案進行料卷的自動鋪覆,通過料卷布置和張力控制實現(xiàn)了預浸料的帶張力自動鋪疊。（2）對帽形長桁的預成型過程進行分析,確定了使用預成型模具的方式進行預浸料變形控制的方案;建立預浸料預成型過程的變形模型,并對纖維路徑進行縱向和橫向規(guī)劃,完成預成型模具的設計,最終得到的預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)預浸料在預成型過程中R角區(qū)層間滑移的現(xiàn)象,研究預成型工藝以降低層間滑移阻力并確定了預成型溫度為100℃;對在所設計的預成型模具和工藝下制備... 

【文章來源】：南京航空航天大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

半豆莢桿先進拉擠設備

用鋪覆了±45°或 90°方向的料卷進行放帶并完成設計鋪層的自動鋪疊。為了保證放帶效果，在 0°方向鋪覆的層數(shù)應規(guī)劃至最低。因此，設計了如圖 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 的單向預浸料卷放入料軸 2 中，手動牽引一段預浸料纏繞至料軸 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 寬預浸料料卷軸，預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浸料的摩擦力提供。當需要進行 A 組料卷的鋪覆時，如上圖所示，調(diào)節(jié)鋪帶方向與 0°方向預浸料成 4°角并使切刀與料軸 1 的預浸帶保持-45°夾角，即可在 0°方向預浸料上鋪覆 45°方向預浸料，具體動作為：（1）送帶輥移動下壓夾緊預浸料并順時針轉(zhuǎn)動進行送帶，料軸 1 反轉(zhuǎn)建立張力；（2）壓輥移動到鋪帶始端，當預浸帶傳送至壓輥位置，壓輥下壓將預浸料壓至 0°方向預浸料上；（3）壓輥后移進行 45°方向的鋪覆；（4）壓輥停止運動，切刀切下，使 0°預浸帶形成 45°邊緣；（5）壓輥繼續(xù)后移完成剩余 45°預浸料的鋪覆；（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]鋪層前進一定距離，完成一個鋪覆循環(huán)周期。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]針對半豆莢桿的先進拉擠系統(tǒng)優(yōu)化與關鍵技術(shù)研究[D]. 鞠博文.南京航空航天大學 2016
[2]復合材料薄壁加筋板結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化設計[D]. 王汝.大連理工大學 2014
[3]先進拉擠Π型梁工藝參數(shù)控制與性能研究[D]. 鄧磊明.南京航空航天大學 2012
[4]帽型復合材料加筋壁板結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計[D]. 韓旭.南京航空航天大學 2009
[5]機車車輛中常用橡膠件的有限元分析[D]. 左亮.西南交通大學 2008



本文編號：3076234