泡沫夾層結(jié)構(gòu)的模壓共固化成型工藝及參數(shù)選定

《泡沫夾層結(jié)構(gòu)的模壓共固化成型工藝及參數(shù)選定》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、維普資訊http://www.cqvip.com胡培，等：泡沫夾層結(jié)構(gòu)的模壓共固化成型工藝及參數(shù)選定泡沫夾層結(jié)構(gòu)的模壓共固化成型工藝及參數(shù)選定胡培陳志東薛元德孫眷方[德固賽(中國)投資有限公司上海分公司，上海201108](同濟(jì)大學(xué)航空航天與力學(xué)學(xué)院，上海200092)摘要在分析夾層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，概述了常用芯材包括鋁蜂窩、NOMEX~蜂窩和聚甲基丙烯酰亞胺泡沫塑料的}生能和特點(diǎn)，介紹了剛性泡沫夾層結(jié)構(gòu)常用的成型工藝，詳細(xì)闡述了剛性泡沫夾層結(jié)構(gòu)的模壓共固化成型工藝及相關(guān)參數(shù)的選定。關(guān)鍵詞泡沫塑料夾層結(jié)構(gòu)模壓共固化成型工藝芯材在航空、運(yùn)動(dòng)器材、醫(yī)療等領(lǐng)域的構(gòu)件中，為了PMI泡沫塑

2、料在航空領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。中等保證性能、降低件重，常常使用夾層結(jié)構(gòu)。夾層結(jié)構(gòu)密度的PMI泡沫塑料具有很好的壓縮蠕變性能，可的性能主要取決于面板的性能和面板之間的間距，以在180~C、0．5MPa下進(jìn)行熱壓罐固化。PMI泡沫面板的間距越大，幾何慣性距越大，進(jìn)而彎曲剛度就塑料能滿足通常的預(yù)浸料固化工藝的蠕變性能要越大¨J。夾層結(jié)構(gòu)的面板一般為玻纖／碳纖復(fù)合材求。作為航空材料的PMI泡沫塑料是一種均勻的料；芯材承受的應(yīng)力相對較小，因此可選擇輕質(zhì)材料閉孔泡沫材料，其孔隙大小基本一致。表1示出鋁以減輕構(gòu)件的質(zhì)量。圖1為夾層結(jié)構(gòu)示意圖。蜂窩、NOMEX~蜂窩和ROHACELL~71W

3、FPMI泡沫r面板塑料芯材的性能對比。芯材表13種芯材的性能對比材料密度／壓縮彈性kg·ITI一模量／MPa剪切強(qiáng)度)／MPa面板鋁蜂窩72l0342．3(L)，1．5(W)圖I夾層結(jié)構(gòu)示意圖NOMEX~蜂窩802502．25(L)，1，2(W)ROHACELL~71WF75l051．3對于面板，主要考慮的是材料的強(qiáng)度和剛度，但注：1)L代表長度方向；2)W代表寬度方向。是對于芯材，主要目的是最大幅度地減輕質(zhì)量，在1剛性泡沫夾層結(jié)構(gòu)的成型工藝介紹上、下面板之間保持一定距離的同時(shí)，需要承受一定剛性泡沫夾層結(jié)構(gòu)目前常用的固化工藝主要有的壓力，以維持面板的穩(wěn)定J。兩大類，一類是膠接

4、分步實(shí)施的多次固化工藝，另一常用的芯材有鋁蜂窩、泡沫塑料和NOMEX~蜂類是玻纖／碳纖復(fù)合材料面板固化和面板與芯材膠窩_3J。對于鋁蜂窩，在質(zhì)量一定的前提下其壁可以接同時(shí)完成的共固化工藝。為了降低工藝成本，共做得很薄，這樣可以得到很高的壓縮彈性模量。但是，薄壁也會(huì)導(dǎo)致蜂窩表面尤其蜂窩孔隙較大的表固化工藝是目前夾層結(jié)構(gòu)制造的發(fā)展趨勢。當(dāng)然，面發(fā)生局部破壞。另外，將鋁蜂窩和碳纖維一同使不管是采用共固化工藝還是采用多次固化工藝，都用時(shí)，為避免發(fā)生電腐蝕，兩種材料之間必須進(jìn)行電必須考慮工藝方法對芯材的要求。絕緣處理。金屬蜂窩的顯著優(yōu)勢是能滿足嚴(yán)格的空通?？刹捎檬趾尚?、模壓成型、真空

5、袋熱間材料的氣體釋放要求。NOMEX~蜂窩是采用芳綸壓罐成型或樹脂注射成型等方法制造泡沫夾層結(jié)紙浸酚醛樹脂制成的，具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。NO—構(gòu)。如果選用熱壓罐成型或樹脂注射成型，固化過MEX~蜂窩與鋁蜂窩相比，局部屈服的問題要小得程中泡沫芯材在一段時(shí)間內(nèi)要受到溫度和壓力的同多，因?yàn)镹OMEX~蜂窩的壁可以做得相對厚一些。時(shí)作用，這要求泡沫芯材具有很好的壓縮蠕變性能，另外，NOMEX~蜂窩材料不導(dǎo)電，不存在接觸電腐否則不能保證固化前、后構(gòu)件的尺寸穩(wěn)定性。蝕的問題。但是由于芳綸產(chǎn)品不能抵抗紫外線，模壓成型是發(fā)展較早也較成熟的一種成型工NOMEX~蜂窩需要有面板保護(hù)。由于材料是浸酚

6、醛藝。它是根據(jù)產(chǎn)品的要求，將若干層預(yù)浸料層疊起樹脂制成，所以也能滿足煙霧毒性(FST)要求。聚來，置于兩個(gè)拋光的金屬模板之間，再送入熱壓機(jī)甲基丙烯酰亞胺(PMI)泡沫塑料在進(jìn)行適當(dāng)?shù)母邷靥幚砗?，也能承?80~C的固化工藝要求，這樣使得收稿日期：2007—06—07維普資訊http://www.cqvip.com工程塑料應(yīng)用2007年，第35卷，第8期內(nèi)，在一定的溫度和壓力下進(jìn)行固化，然后冷卻、脫表2ROHACELL~PMI泡沫塑料的基本物理力學(xué)性能模壓制成材。模壓成型工藝具有自動(dòng)化程度高、制項(xiàng)目51A71Fx51W下71WF密度／kg·m52755275品質(zhì)量較高、性能穩(wěn)定

7、等特點(diǎn)，適合于批量生產(chǎn)。壓縮強(qiáng)度／MPa0．90．80．81．720世紀(jì)90年代，Westland直升機(jī)公司在新一壓縮彈性模量／MPa706575105代先進(jìn)直升機(jī)旋翼的發(fā)展項(xiàng)目(英國試驗(yàn)旋翼項(xiàng)剪切彈性模量／MPa19262442斷裂伸長率／％4933目)中引進(jìn)了PMI泡沫塑料。1989年山貓直升機(jī)熱變形溫度／~C18018020520H0LynxAHMK9的首次飛行即安裝了新型先進(jìn)復(fù)合一般熱壓工藝的升溫曲線可分為5個(gè)階段，如材料旋翼，旋翼直徑達(dá)到12．8m。PMI泡沫塑料的圖3所示。熱彈性性能和良好的