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《蜂窩夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料膠接共固化工藝技術(shù)研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、專題sPEC眥ToPlc蜂窩夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料膠接共固化工藝技術(shù)研究StudyOnCo—BondingProcessofHoneycombSandwichCompositeStructure中航復(fù)合材料有限責(zé)任公司梁春生邱啟艷陳靜中國人民解放軍駐沈飛公司軍事代表室陳海峰【摘要】針對蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的膠接共固化工藝，以T300／BA9913復(fù)合材料為面板，以Nomex蜂窩芯為夾層材料，采用熱壓罐法研究了不同規(guī)格的蜂窩夾芯對外觀和面板內(nèi)部缺陷的影響，有利于擴大采用膠接共固化工藝的蜂窩夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料壁板在航空產(chǎn)品中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：蜂窩夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料膠接共固化【ABSTRACTlByusing
2、T300／BA9913compositesaspanelandNomexhoneycombascore，theeffectsofdif-ferentspecificationsofhoneycombontheappearanceandpanelqualityinthehoneycombsandwichstructurearein—vestigatedwiththeautoclaveCO—bondingprocess．IthelpsexpandtheapplicationofhoneycombcompositestructurepanelwiththeCO—bondingprocess
3、inaerialproducts．Keywords：HoneycombsandwichstructureCom-positesCo-bonding蜂窩夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料是目前所知的最節(jié)省材料、具有最大的強度重量比的一種結(jié)構(gòu)性材料。與實心材料相比，蜂窩夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料使用的有效材料僅為被替代材料的l％～5％，它顯然是一種用料省、耗能小的極具潛力的輕質(zhì)材料。蜂窩結(jié)構(gòu)板材具有許多優(yōu)越的性能?：從力學(xué)角度分析，封閉的六角等邊蜂窩結(jié)構(gòu)相比其他結(jié)構(gòu)，能以最少的材料獲得最大的受力。蜂窩夾層結(jié)構(gòu)板承受垂直于板面的載荷時，它的彎曲剛度與同材料、同厚度的實心板相差無幾，甚至更高，但其重量卻減輕70％～90
4、％。在諸多的應(yīng)用中，蜂窩復(fù)合板材幾乎可以完全替代各類實心板材的使用，能降低原材料的使用量，達(dá)到高效、節(jié)能的目的。以梁板構(gòu)件為例，用單一的玻璃鋼材料制造梁板，滿足強度要求時，撓度往往很大；如果按允許撓度進(jìn)行設(shè)計，則強度又大大超過要求，造成浪費。只有采用夾層結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行設(shè)計，才能合理地解決這一矛盾，這也是夾層結(jié)構(gòu)得以發(fā)展的主要原因。蜂窩夾層結(jié)構(gòu)通常是由比較薄的面板與比較厚的芯子膠接而成
5、2l。一般面板采用強度和剛度比較高的86航空制造技術(shù)·2014年第15期材料，芯子采用密度比較小的材料，如蜂窩芯、泡沫芯、波紋板芯等。夾層結(jié)構(gòu)具有重量輕、彎曲剛度及強度大、抗失穩(wěn)能力強、耐疲勞、吸音、隔熱
6、等優(yōu)點，因此在飛行器結(jié)構(gòu)上得到了廣泛應(yīng)用。對結(jié)構(gòu)高度大的翼面結(jié)構(gòu)，如蒙皮壁板(尤其是上翼面壁板)，采用蜂窩夾層結(jié)構(gòu)取代加筋板，能明顯減輕重量；對于結(jié)構(gòu)高度小的翼面結(jié)構(gòu)，如操縱面，采用全高度夾層結(jié)構(gòu)代替梁肋式結(jié)構(gòu)，能帶來明顯的減重效果。以復(fù)合材料層合板為面板的夾層結(jié)構(gòu)，由于材料的相容性，目前普遍采用Nomex蜂窩芯子。膠粘劑將面板和芯子膠接成整體，傳遞面板和芯子之間的載荷；芯子支持面板承受垂直于面板的壓縮應(yīng)力，并能防止面板發(fā)展軸壓引起的屈曲，此時芯子承受壓縮和剪切載荷。蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的主要特點如下：(1)具有大的彎曲剛度／重量比，彎曲強度／重量比；(2)具有良好的吸聲、隔聲、隔熱性能；(
7、3)具有大的屈曲臨界載荷；(4)對濕熱環(huán)境敏感，設(shè)計時要防潮密封；(5)面板對低能沖擊敏感；(6)修補困難。蜂窩夾層結(jié)構(gòu)具有比強度和比剛度高的優(yōu)點，可以充分發(fā)揮材料的抗彎強度和抗彎剛度(如表1)，比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)減重10％～33％。蜂窩夾層復(fù)合材料的成型方式主要有3種，如表2表1蜂窩夾層結(jié)構(gòu)比強度及比剛度的效能+田口14T項目2T^fn刈彎曲剛度l37fH時撓度l0．027十開塒彎曲強度17慚度／psi0．9I0．994專題sPEC眥ToPIc其典型固化工藝為：由室溫加壓o．25。0．35MPa后．升溫至12005℃，保溫60—90min，最后保壓降溫至60。C以下卸壓，升溫速度為1～3℃
8、／rain。2．3蜂窩芯材NRH型芳綸紙蜂窩芯材規(guī)格代號的定義為芯材代號一芯材孑L格邊長一芯材密度(紙材厚度)，例如NRH一3-32(0．05)代表孔格邊長3ram、紙材厚度O．05mm、密度32kg／m3的Nomex芳綸紙蜂窩芯。試驗件選用的NRH一2—48(0．05)和NRH一3—32(o．05)兩種規(guī)格蜂窩芯的性能數(shù)據(jù)詳見表3，圖2為其外觀對比。3研制過程3．1固化工藝的確定因受蜂窩芯材的影響，碳纖維預(yù)浸料與NRH系列蜂窩構(gòu)成的夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的膠接
