【技术实现步骤摘要】
本申请一般涉及航空结构制造，具体涉及一种航空加强长桁及其一体式成型方法。
技术介绍
1、复合材料长桁应用于机身主承力结构，长桁通常与横桁（翼肋）和前缘后缘等其他结构元素相连接，共同构成机翼的骨架。长桁的作用是承受机翼所受到的载荷，如气动载荷和惯性载荷，并将这些载荷传递到机翼的其他部件上。
2、目前，长桁的成型工艺一般采用共固化工艺，共固化工艺只需一次的热压罐成本，具有一定的制造成本优势。考虑到需要保证外形结构，为了提高长桁的机械性能时，考虑的是设置加强筋等方式，目前针对长桁的结构，若将加强筋设置在中空长桁的内部，也只能采用沿轴线方向延伸，以方便脱模，但这种加强筋结构无法提高长桁的抗扭动、抗转动等性能。
技术实现思路
1、鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种航空加强长桁及其一体式成型方法，可以提高长桁的机械性能、简化加强长桁的成型方式。
2、第一方面，本申请提供了一种航空加强长桁的一体式成型方法，所述加强长桁包括桁部以及设置在所述桁部内表面的至少一条加强筋，所述桁部呈环状并沿轴线方向延伸，所述加强筋的延伸方向与所述桁部的轴线方向具有夹角，所述方法包括：
3、预成型加强胚体，所述加强胚体用于成型所述加强筋，所述加强胚体的截面形状与所述加强筋的截面形状相适配；
4、提供阳模，所述阳模包括用于成型所述加强长桁内表面的成型区，所述成型区上设置有凹槽，所述凹槽的形状与所述加强胚体的形状相适配，所述凹槽的高度与所述加强胚体的高度相同；>
5、将所述加强胚体固定于所述凹槽内，所述加强胚体在远离所述阳模的轴线一侧的第一表面与所述成型区的形状相适配；
6、在所述成型区和所述加强胚体的第一表面上随形铺设多层第一预浸料；
7、提供阴模，所述阴模用于形成所述加强长桁的外表面，将所述阴模与所述阳模合模形成型腔，所述阳模为热膨胀材料，所述阳模具有初始尺寸，所述阳模在初始尺寸下与所述阴模形成初始型腔，所述初始型腔的空间尺寸大于所述桁部的厚度；
8、通过真空热压成型方式成型所述加强长桁，所述阳模具有膨胀尺寸，所述阳模在膨胀尺寸下与所述阴模形成定型型腔，所述定型型腔的空间尺寸等于所述桁部的厚度；
9、待冷却后所述阳模恢复至初始尺寸并将成型后的所述加强长桁自所述阳模上脱模，其中，所述阳模的膨胀尺寸与初始尺寸的差值大于等于所述加强胚体的厚度。
10、可选地，预成型加强胚体的方法包括：
11、提供第一模具，在所述第一模具上层叠设置多层第二预浸料，通过层压形成所述加强胚体，并从所述第一模具上脱模；
12、其中，所述多层第二预浸料沿远离所述内表面方向层叠设置，所述加强胚体包括设置在相邻两所述第二预浸料之间的至少一层未硫化橡胶层，所述加强胚体还包括设置在所述多层第二预浸料靠近所述内表面一侧的至少一层未硫化橡胶层；所述未硫化橡胶层用于在真空热压成型过程中进行硫化。
13、可选地，所述加强筋在远离所述桁部轴线一侧表面与所述桁部的内表面形状相适配，在沿靠近所述内表面方向上所述加强筋的宽度逐渐递增；
14、所述凹槽在垂直于所述轴线方向上的截面形状为梯形，所述梯形在靠近所述内表面一侧的第一边长大于远离所述内表面一侧的第二边长。
15、可选地，所述凹槽内插接设置有调节块，所述调节块在沿垂直于所述阳模的轴线方向上为梯形，所述凹槽在沿垂直于所述阳模的轴线方向上的截面高度大于所述调节块在沿垂直于所述阳模的轴线方向上的截面高度；
16、所述调节块包括远离所述阳模轴线一侧的定位面，所述加强胚体固定在所述定位面上。
17、可选地，所述调节块为非热膨胀材料；
18、在所述阳模为初始尺寸时，所述定位面与所述成型区之间的距离等于所述加强胚体的厚度，在所述阳模为膨胀尺寸时，所述定位面与所述成型区之间的距离等于所述加强筋的厚度。
19、可选地，所述桁部包括沿轴线方向相对设置的第一端和第二端；
20、所述加强筋自所述第一端延伸至所述第二端，且所述加强筋由同一所述加强胚体形成，所述加强筋的延伸方向呈直线形、s形、螺旋形中的一种；
21、所述调节块自所述第一端延伸至所述第二端，所述调节块的延伸方向与所述加强筋的延伸方向相同。
22、可选地，所述调节块包括沿延伸方向设置的多条调节段，相邻两所述调节段之间抵紧接触；
23、相邻两所述调节段包括第一调节段和第二调节段，所述第一调节段包括第一伸出部，所述第二调节段包括与所述第一伸出部搭接的第二伸出部，所述第一伸出部上设置有限位轴，所述第二伸出部上设置有与所述限位轴插接的限位孔。
24、可选地，所述方法还包括：
25、在将所述加强胚体固定于所述凹槽内之前，在所述阳模上铺设脱模层，所述加强胚体和所述第一预浸料铺设在所述脱模层的表面；其中，所述脱模层包括层叠设置的两层无孔隔离膜以及设置在相邻两所述无孔隔离膜之间的一层硅胶层，所述脱模层覆盖所述凹槽的表面以及所述成型区。
26、可选地，所述真空热压成型工艺的工艺参数为：采用分段升温保压的方式，升温速率小于等于1.5℃/min，成型温度为175℃~210℃、时间350min~420min、压力0.665mpa~0.735mpa、在全过程保持全真空。
27、第二方面，本申请提供了一种航空加强长桁，采用如以上任一所述的航空加强长桁的一体式成型方法制备形成。
28、本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
29、本申请实施例提供的航空加强长桁的一体式成型方法，通过独立层压形成加强胚体，并将第一预浸料铺设在加强胚体上；通过设置热膨胀材料的阳模，可以在膨胀时成型长珩的厚度，在冷却后可以进行脱模，实现一体式成型，提高成型质量，并提高长珩的机械性能。
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1.一种航空加强长桁的一体式成型方法，其特征在于，所述加强长桁包括桁部以及设置在所述桁部内表面的至少一条加强筋，所述桁部呈环状并沿轴线方向延伸，所述加强筋的延伸方向与所述桁部的轴线方向具有夹角，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的航空加强长桁的一体式成型方法，其特征在于，预成型加强胚体的方法包括：
3.根据权利要求1所述的航空加强长桁的一体式成型方法，其特征在于，所述加强筋在远离所述桁部轴线一侧表面与所述桁部的内表面形状相适配，在沿靠近所述内表面方向上所述加强筋的宽度逐渐递增；
4.根据权利要求3所述的航空加强长桁的一体式成型方法，其特征在于，所述凹槽内插接设置有调节块，所述调节块在沿垂直于所述阳模的轴线方向上为梯形，所述凹槽在沿垂直于所述阳模的轴线方向上的截面高度大于所述调节块在沿垂直于所述阳模的轴线方向上的截面高度；
5.根据权利要求4所述的航空加强长桁的一体式成型方法，其特征在于，所述调节块为非热膨胀材料；
6.根据权利要求5所述的航空加强长桁的一体式成型方法，其特征在于，所述桁部包括沿轴线方向相对设置的第一端
7.根据权利要求6所述的航空加强长桁的一体式成型方法，所述调节块包括沿延伸方向设置的多条调节段，相邻两所述调节段之间抵紧接触；
8.根据权利要求1所述的航空加强长桁的一体式成型方法，其特征在于，所述方法还包括：
9.根据权利要求1所述的航空加强长桁的一体式成型方法，其特征在于，所述真空热压成型工艺的工艺参数为：采用分段升温保压的方式，升温速率小于等于1.5℃/min，成型温度为175℃~210℃、时间350min~420min、压力0.665MPa~0.735MPa、在全过程保持全真空。
10.一种航空加强长桁，其特征在于，采用权利要求1-9任一所述的航空加强长桁的一体式成型方法制备形成。
...【技术特征摘要】
1.一种航空加强长桁的一体式成型方法，其特征在于，所述加强长桁包括桁部以及设置在所述桁部内表面的至少一条加强筋，所述桁部呈环状并沿轴线方向延伸，所述加强筋的延伸方向与所述桁部的轴线方向具有夹角，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的航空加强长桁的一体式成型方法，其特征在于，预成型加强胚体的方法包括：
3.根据权利要求1所述的航空加强长桁的一体式成型方法，其特征在于，所述加强筋在远离所述桁部轴线一侧表面与所述桁部的内表面形状相适配，在沿靠近所述内表面方向上所述加强筋的宽度逐渐递增；
4.根据权利要求3所述的航空加强长桁的一体式成型方法，其特征在于，所述凹槽内插接设置有调节块，所述调节块在沿垂直于所述阳模的轴线方向上为梯形，所述凹槽在沿垂直于所述阳模的轴线方向上的截面高度大于所述调节块在沿垂直于所述阳模的轴线方向上的截面高度；
5.根据权利要求4所述的航空加强长桁的一体...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐全升，夏吉升，张建坤，孙德权，岳东，何文雯，
申请(专利权)人：哈尔滨远驰航空装备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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