[發(fā)明專利]一種降低濕長桁工藝加筋壁板固化變形的裝置和方法

在審

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• 申請日: 2022-10-11
• 公開（公告）號: CN115431567A
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 閆恩瑋;郝思雨;陳林杰;田永杰;南盈盈
• 申請（專利權(quán)）人: 中航西安飛機工業(yè)集團股份有限公司
• 主分類號: B29C70/54
• 分類號: B29C70/54;B29C70/34;B29L31/30
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發(fā)明公開了一種降低濕長桁工藝加筋壁板固化變形的裝置和方法，通過在濕長桁立筋區(qū)域設(shè)置第1余量區(qū)和第2余量區(qū)，增加固化過程中，濕長桁凈尺寸區(qū)域的熱均衡性和固化度均衡性，減少內(nèi)應(yīng)力差異。并且，固化過程中，濕長桁第1余量區(qū)兩側(cè)不放置保形裝置，消除了零件模具相互作用，第1余量區(qū)可自由膨脹，收縮，扭曲，釋放內(nèi)應(yīng)力，減少加筋壁板組件的固化變形。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合材料零(組)件制造領(lǐng)域，特別是一種降低濕長桁工藝加筋壁板固化變形的裝置和方法。

背景技術(shù)

加筋壁板廣泛應(yīng)用于飛機蒙皮等部位。在熱不均勻，固化度不均勻，鋪層不對稱、不均衡，零件模具相互作用等因素的綜合影響下，復(fù)合材料固化過程中，會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，脫模后，在內(nèi)應(yīng)力的驅(qū)動下，制件會出現(xiàn)不同程度的固化變形。由于其凹凸起伏的復(fù)雜截面，長桁－蒙皮的耦合作用等結(jié)構(gòu)因素，加筋壁板的固化變形更為顯著，且不易消除。當(dāng)采用濕長桁工藝制造加筋壁板，長桁和保形裝置的復(fù)雜截面會加劇各類不均勻狀態(tài)，進而增加固化變形的程度，影響產(chǎn)品質(zhì)量。現(xiàn)有方法，主要采用控制固化參數(shù)，如降低升、降溫速率，或調(diào)整鋪層結(jié)構(gòu)等方法減少固化變形。但是，降低升、降溫速率會大幅延長固化時間，降低生產(chǎn)效率。調(diào)整鋪層結(jié)構(gòu)，會影響加筋壁板的承載特性，甚至?xí)档图咏畋诎宓牧W(xué)性能。

現(xiàn)有基于濕長桁工藝制造加筋壁板的方法，在組合時，濕長桁立筋高度方向一般不留余量，或僅留小尺寸余量。并且，濕長桁的保形裝置與濕長桁立筋高度基本一致。采用此方法，雖然能夠完成加筋壁板的制造，但是，保形裝置會影響加筋壁板的整體傳熱效率，并且，增加了零件模具相互作用，從而增大了加筋壁板的固化變形。

因此，迫切需要一種針對濕長桁工藝，能夠有效降低加筋壁板固化變形的裝置和方法，并且，不會影響加筋壁板的承載特性，力學(xué)性能及生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明公開了一種降低濕長桁工藝加筋壁板固化變形的裝置和方法。本申請突破了行業(yè)內(nèi)濕長桁工藝應(yīng)當(dāng)凈尺寸制造的慣例，在濕長桁立筋區(qū)域設(shè)置大尺寸余量，提高濕長桁立筋理論區(qū)域的熱均勻性，固化度均勻性等。在濕長桁立筋第1余量區(qū)不放置保形裝置，消除零件模具相互作用。并且，濕長桁立筋第1余量區(qū)可以自由膨脹，收縮，扭曲，釋放內(nèi)應(yīng)力，從而減小加筋壁板的固化變形。

一種降低濕長桁工藝加筋壁板固化變形的裝置，包括濕長桁和放置在濕長桁兩側(cè)的濕長桁固化芯模，其特征在于濕長桁立筋在高度方向上留有大尺寸余量，余量由邊緣起分為第1余量區(qū)和第2余量區(qū)，第1余量區(qū)的高度不小于濕長桁立筋最大理論高度的2/3，第2余量區(qū)的高度約1mm～3mm。濕長桁固化芯模在立筋高度方向與所在區(qū)域的濕長桁立筋第2余量區(qū)等高。濕長桁立筋第1余量區(qū)和濕長桁立筋第2余量區(qū)，其長度、厚度、鋪層角度、材料與濕長桁立筋理論區(qū)相同。

一種降低濕長桁工藝加筋壁板固化變形的方法，包括以下步驟：

1制造濕長桁；

2對濕長桁進行預(yù)壓實，預(yù)壓實時，濕長桁立筋理論區(qū)，濕長桁立筋第1余量區(qū)和濕長桁立筋第2余量區(qū)兩側(cè)放置保形裝置；

3將濕長桁與蒙皮組合，濕長桁兩側(cè)放置濕長桁固化芯模；

4制作真空袋，濕長桁立筋第1余量區(qū)兩側(cè)不放置保形裝置；

5固化；

6拆除真空袋，將加筋壁板脫模；

7分層銑切長桁立筋頂部的余量，直至達到所需外形和尺寸。

步驟7中，濕長桁制造完成后，預(yù)壓實的壓力不小于加筋壁板的固化壓力。

步驟4中，濕長桁立筋理論區(qū)與濕長桁立筋第1余量區(qū)和濕長桁立筋第2余量區(qū)的封裝方案一致。