【摘要】：現(xiàn)代航空構(gòu)件中廣泛采用桁條加強(qiáng)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(jìn)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(zhǎng)度受到罐體尺寸的限制,模具成本也較高。先進(jìn)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(shí)現(xiàn)制件的力學(xué)性能可設(shè)計(jì)性,在控制生產(chǎn)成本及靈活性方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),本課題選用X850預(yù)浸料進(jìn)行研究,分析其典型熱壓罐成型工藝和先進(jìn)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(duì)先進(jìn)拉擠制件成型質(zhì)量的影響趨勢(shì),制定固化過程中各區(qū)間工藝參數(shù)。(1)對(duì)X850預(yù)浸料進(jìn)行固化動(dòng)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(zhǎng)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(dòng)性消除了步進(jìn)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(yàn)中的最優(yōu)方案,該方案所得制件彎曲強(qiáng)度為968.52MPa,彎曲模量為65.58GPa,層間剪切強(qiáng)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(shí)機(jī)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(shí)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(duì)預(yù)成型區(qū)間至固化區(qū)間的工藝制度進(jìn)行重新分配,設(shè)計(jì)了三種試驗(yàn)方案,測(cè)試結(jié)果顯示固化階段對(duì)拉擠制件的彎曲強(qiáng)度影響比較大,壓力和加壓時(shí)機(jī)對(duì)拉擠制件層間剪切強(qiáng)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：V261
【圖文】：

圖 1.1 復(fù)合材料在 A380 飛機(jī)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(jìn)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(qiáng)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(jìn)加工技術(shù)是當(dāng)今復(fù)合材料界的共識(shí)強(qiáng)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(qiáng)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(shí)現(xiàn)其使用價(jià)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(jì)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(jī)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(dòng)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(duì)這幾種成型工藝分別進(jìn)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(hào)：2720545