[發(fā)明專利]一種復(fù)合材料典型構(gòu)件的樹脂注射流動(dòng)仿真及成型方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211152392.4
• 申請(qǐng)日: 2022-09-21
• 公開（公告）號(hào): CN115609953A
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓蕾;羅玲;孫輝;龔文化;王欣怡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 航天特種材料及工藝技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): B29C70/34
• 分類號(hào): B29C70/34;G16C60/00;G06F30/17;G06F30/20;G06F113/08;G06F113/22;G06F113/26
• 代理公司: 北京君尚知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11200
• 代理人: 邱曉鋒

本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料典型構(gòu)件的樹脂注射流動(dòng)仿真及成型方法。該方法對(duì)復(fù)合材料典型構(gòu)件進(jìn)行樹脂注射流動(dòng)仿真，依據(jù)樹脂注射流動(dòng)仿真的結(jié)果設(shè)置復(fù)合材料典型構(gòu)件的注膠口和出膠口的位置；根據(jù)樹脂注射流動(dòng)仿真的結(jié)果及注膠口和出膠口的位置設(shè)計(jì)復(fù)合材料典型構(gòu)件的RTM注膠及成型工裝，利用RTM注膠及成型工裝進(jìn)行復(fù)合材料典型構(gòu)件的成型。本發(fā)明采用PAM?RTM軟件開展了構(gòu)件的樹脂注射流動(dòng)仿真，并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品RTM注膠及固化過程的可靠密封及成型。本發(fā)明涉及的復(fù)合材料典型構(gòu)件為復(fù)合材料主承力翼面內(nèi)部零件，在泡沫夾芯結(jié)構(gòu)主承力翼面中替代局部區(qū)域的泡沫，能夠防止泡沫在主承力翼面成型的固化壓力下塌陷變形，高翼面的剛強(qiáng)度和可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料典型構(gòu)件的樹脂注射流動(dòng)仿真及成型方法，屬于復(fù)合材料成型技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

復(fù)合材料構(gòu)件的設(shè)計(jì)制造大多仍沿用傳統(tǒng)的物理量尺寸傳遞體系，國(guó)外形容為“trial(試驗(yàn))-and-error(錯(cuò)誤)”，即所有的結(jié)果都是在產(chǎn)品試制后才知道問題出現(xiàn)在哪里，再不斷進(jìn)行回歸設(shè)計(jì)，反復(fù)修改，浪費(fèi)了大量物力和財(cái)力。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展，各種各樣的軟件和數(shù)控設(shè)備相繼出現(xiàn)，使復(fù)合材料構(gòu)件研制過程以數(shù)字量傳遞成為可能，為復(fù)合材料構(gòu)件實(shí)現(xiàn)數(shù)字化制造創(chuàng)造了良好的條件。通過計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)、制造，可以使復(fù)合材料產(chǎn)品的研制得到快速、高效的發(fā)展，是提高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性、提高效率、降低成本的必要手段。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)合材料典型構(gòu)件的樹脂注射流動(dòng)仿真及RTM注膠成型方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

第一方面，本發(fā)明提供一種復(fù)合材料典型構(gòu)件的樹脂注射流動(dòng)仿真及成型方法，包括以下步驟：

對(duì)復(fù)合材料典型構(gòu)件進(jìn)行樹脂注射流動(dòng)仿真，依據(jù)樹脂注射流動(dòng)仿真的結(jié)果設(shè)置復(fù)合材料典型構(gòu)件的注膠口和出膠口的位置；

根據(jù)樹脂注射流動(dòng)仿真的結(jié)果及注膠口和出膠口的位置設(shè)計(jì)復(fù)合材料典型構(gòu)件的RTM注膠及成型工裝，利用RTM注膠及成型工裝進(jìn)行復(fù)合材料典型構(gòu)件的成型。

進(jìn)一步地，所述復(fù)合材料典型構(gòu)件為復(fù)合材料主承力翼面內(nèi)部零件，用于在泡沫夾芯結(jié)構(gòu)主承力翼面中替代局部區(qū)域的泡沫。

進(jìn)一步地，所述對(duì)復(fù)合材料典型構(gòu)件進(jìn)行樹脂注射流動(dòng)仿真，是采用PAM-RTM軟件進(jìn)行樹脂注射流動(dòng)仿真，所述樹脂注射流動(dòng)仿真的步驟包括：模型導(dǎo)入、網(wǎng)格劃分、分析類型定義、材料定義、鋪層參考方向定義、鋪層定義、注膠方案定義、仿真計(jì)算、結(jié)果輸出。

進(jìn)一步地，所述分析類型定義，是選擇等溫填充分析模塊進(jìn)行工藝仿真分析；所述鋪層參考方向定義，設(shè)定的鋪層參考方向?yàn)槠叫杏谒鰪?fù)合材料典型構(gòu)件的前緣方向；所述鋪層定義，設(shè)定的鋪層角度均為0度；所述注膠方案定義，將注膠口設(shè)置在前緣位置，數(shù)量為2個(gè)，注膠口的壓力為0.6MPa，出膠口設(shè)置在后緣位置，數(shù)量為1個(gè)，出膠口的壓力為一個(gè)大氣壓。

進(jìn)一步地，所述RTM注膠及成型工裝在前緣端面位置設(shè)置兩個(gè)注膠孔，后緣端面位置設(shè)置一個(gè)出膠孔；注膠孔和出膠孔為圓形，直徑在2mm～10mm之間；注膠孔距離實(shí)際產(chǎn)品的邊緣的間隙為0.1mm～1mm。

進(jìn)一步地，所述RTM注膠及成型工裝為上下對(duì)模結(jié)構(gòu)，或者為底模—中框—頂模的三層模結(jié)構(gòu)；不同模具分塊之間的對(duì)接面預(yù)設(shè)密封槽，密封槽中安裝密封管以實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料產(chǎn)品在RTM注膠過程中的密封；所述密封槽的拐角處作倒圓角處理，避免密封管彎折成銳角或者直角形狀而增加漏氣的風(fēng)險(xiǎn)。

進(jìn)一步地，所述RTM注膠及成型工裝的產(chǎn)品定位軸上下端面加裝蓋板，蓋板直徑和定位軸直徑一致或者大于定位軸直徑，蓋板上設(shè)置密封槽并安裝密封管以實(shí)現(xiàn)定位軸的密封。

進(jìn)一步地，所述利用RTM注膠及成型工裝進(jìn)行復(fù)合材料典型構(gòu)件的成型，包括：