復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的共固化成型工藝研究

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1、第17屆全國(guó)復(fù)合材料學(xué)術(shù)會(huì)議論文復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的共固化成型工藝研究StudyontheProcessofCo-CuredSandwichCompositesStructure中航工業(yè)復(fù)合材料技術(shù)中心畢紅艷?段友社?陳永清?侯軍生中國(guó)人民解放軍駐沈陽飛機(jī)工業(yè)(集團(tuán))有限公司軍事代表室李?察[8][摘要]在分析了復(fù)合材料蜂窩夾層的外形和結(jié)（膠膜）、蜂窩芯、膠黏劑、上蒙皮組成。構(gòu)特點(diǎn)后，從零件材料、成型工藝、金相測(cè)試等方面對(duì)零件的制造工藝進(jìn)行了詳細(xì)的分析和研究。針對(duì)蜂窩夾層共固化零件各制造環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)和加工難點(diǎn)，提出了相應(yīng)的工藝解決方案。關(guān)鍵詞：蜂窩夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料共固化成型工藝[AB

2、STRACT]Basedonthestructureandshapeofcompositehoneycombsandwich,themanufacture圖1蜂窩夾層結(jié)構(gòu)示意圖technologiesaredetailedlystudiedandanalyzedfromFig.1　Honeycombsandwichstructurematerial,process,metallographicatlas,etal.Thispaperaimsatofferingthepropertechnologytosolvetheproblemsin本文選用了比較典型的蜂窩夾層零件外形，如圖2keyp

3、ointsoftheco-curetechniqueandthemachiningpro-所示，它包含了等高度（平面）和變截面蜂窩蜂窩夾層cess.結(jié)構(gòu)。上下蒙皮的鋪層為【±45/0/±45】，其中±45°Keywords:CompositesHoneycombsandwich為CF3031/BA9916-Ⅱ織物預(yù)浸料，0°為CCF300/structureCo-cureprocessBA9916-Ⅱ預(yù)浸料。夾芯結(jié)構(gòu)具有較高的減重效率，在各種軍、民機(jī)雷[1-5]達(dá)罩、艙門、副翼和舵面結(jié)構(gòu)中廣泛使用。為了降低復(fù)合材料制造成本，蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的共固化成型工藝越[6-7]來越受到重視。對(duì)于夾層結(jié)

4、構(gòu)，設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，蜂窩需要在飛機(jī)上梁、框、肋等主體結(jié)構(gòu)部位斷開，導(dǎo)致加壓不當(dāng)，就會(huì)出現(xiàn)蜂窩大面積壓塌的現(xiàn)象，造成制件的報(bào)廢；采用共固化成型工藝的情況下，通過蜂窩傳遞面板的壓力是不均勻的，再加上內(nèi)外蒙皮往往為薄壁結(jié)圖2?蜂窩夾層結(jié)構(gòu)零件的外形圖構(gòu)，導(dǎo)致上下蒙皮受力不均而出現(xiàn)大面積的孔隙密集，造Fig.2?Theshapeofhoneycombsandwichstructure成制件的報(bào)廢。為了成功的制造出符合設(shè)計(jì)要求的零件，我們對(duì)零件的制造工藝進(jìn)行系統(tǒng)的研究和試驗(yàn)。1.2材料CF3031/BA9916-Ⅱ織物預(yù)浸料：含膠量為1?蜂窩夾層結(jié)構(gòu)零件的結(jié)構(gòu)、形狀、材料及38±2%，固化后單

5、層厚度為0.23mm，樹脂體系為高溫制造難點(diǎn)固化韌性環(huán)氧樹脂，北京航空制造工程研究所；CCF300/1.1蜂窩夾層結(jié)構(gòu)零件的結(jié)構(gòu)、形狀BA9916-Ⅱ預(yù)浸料：含膠量為34±3%，固化后單層厚蜂窩夾層零件如圖1所示，主要有下蒙皮、膠黏劑度為0.125mm，樹脂體系為高溫固化韌性環(huán)氧樹脂，北670第17屆全國(guó)復(fù)合材料學(xué)術(shù)會(huì)議論文京航空制造工程研究所；Nomex蜂窩：規(guī)格NRH-2-48，發(fā)泡膠中發(fā)泡劑分布不均而引起的局部過量發(fā)泡。高度20mm，平壓強(qiáng)度≥1.48MPa，縱向剪切≥0.89MPa，為解決以上問題，我們做了幾個(gè)試驗(yàn)，見表1，其中：剪切模量37.8MPa，橫向剪切≥0.53MPa，

6、剪切模量a.填滿發(fā)泡膠，不抽真空；b.填滿發(fā)泡膠，抽真空；c.不22.8MPa；北京航空制造工程研究所；J116A膠膜：厚度填滿發(fā)泡膠，抽真空；d.不填滿發(fā)泡膠，不抽真空。20.35~0.40mm，面密度(420±30)g/m，針織尼龍紗網(wǎng)載體由表1結(jié)果表明，在蜂窩發(fā)泡過程中，發(fā)泡膠的填膜狀，常溫(23℃)板-板剝離強(qiáng)度≥7.5KN/m，剪切強(qiáng)充量和發(fā)泡過程中是否抽真空對(duì)發(fā)泡效果有決定性影度≥35MPa，黑龍江石化所；J-60粉狀發(fā)泡膠:密度0.6g/響，c組填充的發(fā)泡膠填充比例為1:1.2，并且發(fā)泡過程3cm，發(fā)泡比1:1.2,常溫(23℃)抗壓強(qiáng)度≥15MPa，管剪中一直抽真空，具有

7、很好的發(fā)泡效果。強(qiáng)度≥5MPa，黑龍江石化所。蜂窩發(fā)泡后，要根據(jù)所需的形狀進(jìn)行切割，加工時(shí)1.3蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)共固化成型難點(diǎn)采用輔助工裝配合，避免對(duì)尖角區(qū)蜂窩造成損傷。根據(jù)蜂窩夾層結(jié)構(gòu)零件的外形和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料、2.2蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的共固化工藝參數(shù)的確定質(zhì)量要求等和復(fù)合材料制造工藝特點(diǎn)，其制造難點(diǎn)如采用共固化工藝成型蜂窩夾層結(jié)構(gòu)，需要根據(jù)預(yù)下：浸料、蜂窩芯、膠膜對(duì)溫度和壓力的要求制定固化工藝。（1）蜂窩芯的邊緣發(fā)泡工藝及加工工藝；最終確