[發明專利]一種碳纖維結構布層裁片的方法

有效

• 申請號: 201711359907.7
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN107962830B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 閔殿喜;李伯瀚;寇巧娜
• 申請（專利權）人: 惠陽航空螺旋槳有限責任公司
• 主分類號: B32B9/00
• 分類號: B32B9/00;B32B9/04;B32B1/00
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發明屬于復合材料結構設計技術領域，涉及一種碳纖維結構布層裁片的方法。本發明是根據葉片的成型原理和層鋪過程，來解決因后緣厚度比較小，偏置所在鋪層厚度時，會出現曲面相交，不能得到我們要求的布層所在曲面的問題。這種裁片制作方法克服因不能得到所要鋪層曲面，手動裁剪裁片，提高裁片的精準度，避免因布層裁片多料或者少料，引起葉片富膠或者貧膠，引起葉片質量不穩定，而降低產品合格率，降低了生產成本。

技術領域

本發明屬于復合材料結構設計技術領域，涉及一種碳纖維結構布層裁片的方法。

背景技術

隨著國家經濟實力增強，正在努力向航空、航天等高科技領域的發展，研制各類航天、航空飛行器，需要進行大量的風洞試驗工作，同時，各種材料的抗壓抗熱試驗，汽車、高速列車、船只的空氣阻力、耐熱與抗壓試驗也需要進行風洞測試。因此低速、跨聲速、超聲速、高超聲速各類型風洞得到快速發展，到目前為止，我國已經擁有低速、高速、超高速以及激波、電弧等風洞，為了適應市場需求的變化，我公司的產品也要做相應的調整。

壓縮機是連續式跨聲速風洞的核心設備，而其中的壓縮機葉片是核心中關鍵，為降低壓縮機的整體重量，減少壓縮機的啟動慣量，復合材料憑借其質量輕，優越的比強度、比剛度、比模量和耐腐蝕性能等優點逐漸取代金屬材料成為壓縮機葉片首選。為降低能耗、降低壓縮機重量和轉動慣量，采用碳纖維復合材料作為壓縮機葉片的主要材料。為降低能耗、降低壓縮機重量和轉動慣量，采用碳纖維復合材料作為壓縮機葉片的主要材料的泡沫夾心結構。葉片采用預浸料提前下料，然后進行層鋪，最后通過加熱、模壓成型。葉片布層下料，精準的裁片圖變得非常關鍵。做布層圖時，從葉片外表面開始向里逐層進行偏移，偏移厚度為布層厚度。然后通過軟件對偏移出的曲面進行展開。葉片后緣厚度比較小，偏移時會在后緣出現曲面相交，這樣我們就很難對曲面進行展開，因為無法做到精確的下料，只能把布層裁片做的大一點，層鋪時通過手動裁剪完成層鋪。手動裁剪會出現不確定性，布層過多或者過少會出現貧膠和富膠的情況，輕者影響外觀質量，嚴重的導致葉片不能使用。

發明內容

本發明的目的：本專利的目的在于克服因葉片曲面不能偏置出我們想要的布層曲面，只能通過手動裁剪來做出葉片布層，導致葉片質量不穩定的問題。

本發明的技術方案：一種碳纖維結構布層裁片的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1.在碳纖維葉片1軸線上均勻選取n個平面，通過軟件做出n個平面與碳纖維葉片1的相交曲線，再通過軟件求解相交曲線的中分曲線；

2.根據步驟1所做的n個相交曲線的中分曲線，生成平分葉片曲面2；

3.提取葉片外層布層曲面3，向內偏置布層厚度，得到葉片外層布層曲面曲面4；

4.用步驟2中的平分葉片曲面2，分割葉片外層布層曲面4，去除多余的曲面，得到所需要的曲面，所需要的曲面通過CATIA軟件展開得到所需的裁片圖。

所示偏置布層厚度：碳纖維葉片由n層布層組成，布層厚度為所在第n層與第一層布層間距。

中分曲線，：做周邊曲線上半部分的法向直線，與周邊曲線相交兩點，取其中點并連接，得到中分曲線。

本發明的有益效果：本發明是根據葉片的成型原理和過程，來解決因后緣厚度比較小，偏置所在鋪層厚度時，會出現曲面相交，不能得到我們要求的布層曲面問題。這種裁片制作方法克服因不能得到所要鋪層曲面，手動裁剪裁片，提高裁片的精準度，避免因布層裁片多料或者少料，引起葉片富膠或者貧膠，引起葉片質量不穩定，而降低產品合格率，降低了生產成本。

附圖說明

圖1為中分曲面示意圖

圖2為偏移曲面示意圖

圖3為I處放大示意圖、

圖4相交曲線的中分曲線示意圖