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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及复合材料制造及固化变形控制领域,具体涉及一种复合材料成型模具型面增材补偿方法。
技术介绍
1、复合材料制件具有质量轻、比强度高、比模量高、抗疲劳、耐腐蚀、可设计性强等特点,是航空结构的主要材料之一。随着复合材料在飞机结构上的用量不断增加,其应用范围也覆盖到飞机蒙皮、舱门、襟翼、副翼、扰流板方向舵、升降舵以及垂、平尾壁板、发动机短舱、整流罩等结构。
2、复合材料制件在热压罐中成型后会出现一定程度的固化变形,在零件脱模后会出现回弹变形(u型零件)或翘曲变形(平板零件)现象,导致零件实际外形与设计外形不符。一些无夹芯层压件可在满足设计标准、规范的前提下进行微应力装配,但对于一些刚性较好的夹芯复材制件,带应力装配会使零件内部出现分层或其他无损缺陷。
3、对于这类夹芯复材零件,通常采用的方法是先对零件收口或翘曲情况进行数值分析,根据变形量进行反向补偿得到新的零件型面,再依据新型面对成型金属模具进行返修补偿,从而达到零件在应力释放后回到设计外形。但对一些生产周期紧的批产零件,较长的工装返修时间会影响飞机交付进度。因为成型模具多为薄板框架结构,多次的迭代返修(包括铣切、热处理)也会造成模具型板变薄、漏气甚至报废的严重后果。
4、因此,一种迭代周期快,不会对模具造成质量风险的模具补偿方法对飞机研制的周期与质量控制具有重要的意义。
技术实现思路
1、为了解决上述问题本专利技术提出一种复合材料成型模具型面增材补偿方法,通过增材补偿的方式代替原有的切削补
2、一种复合材料成型模具型面增材补偿方法,包括以下步骤:
3、步骤1将工艺数模设计人员提供的补偿修型面和成型模具数模一起导入到cad系统中;
4、步骤1将回弹补偿曲面沿曲面中心点的法向方向向上平移,使曲面上所有点位于成型模具型面之上,并将其作为最终模具补偿面;
5、步骤2选取增材料,将最终模具补偿面向成型模具型面方向偏移出间距为增材料料片厚度的等距面组,等距面组的最后一个面位于成型模具型面之下,选取等距面组中与成型模具型面相交的等距面,将其从上到下依次与成型模具型面相交形成一组等高线,依次命名为dg1、dg2、…dgn;
6、步骤3用等高线dgi,i的值为1到n,对成型模具型面进行分割,保留中间区域,形成一组分割面;
7、步骤4将分割面依次展开,形成一组展开面,提取展开面的外轮廓,并按其外轮廓下料,得到一组增材料片,依次命名为lp1、lp2、…lpn;
8、步骤5将所有的等高线投影到实物成型模具的型面上;
9、步骤6将料片lpn至lp1按顺序依次铺贴在成形模具上,其边界与dgn至dg1对齐;
10、步骤7制真空袋,进热压罐固化,完成增材材料的硬化。
11、进一步的,增材材料选择热固性树脂基复合材料,可以是单向预浸料、编制预浸料或是两种的组合。
12、进一步,若需要铺贴的增材材料多于3层,则每三层需要进行一次真空袋预压实。
13、进一步的,每三层进行压实时,每次压实时间为15min,压强不小于0.9个大气压。
14、本申请的有益效果在于:专利技术通过用热固性复合材料增材对工装型面进行返修的方法代替传统的工装型面铣切返修方法,同时提出一种保证型面返修精度的铺层数量与区域计算方式,克服了传统铣切返修方法返修周期过长,多次的迭代返修致使模具型板变薄的缺点,同时也杜绝了模具在返修后漏气甚至报废的风险。
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1.一种复合材料成型模具型面增材补偿方法,其特征在于包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种复合材料成型模具型面增材补偿方法,其特征在于增材材料选择热固性树脂基复合材料,可以是单向预浸料、编制预浸料或是两种的组合。
3.根据权利要求1所述的一种复合材料成型模具型面增材补偿方法,其特征在于若需要铺贴的增材材料多于3层,则每三层需要进行一次真空袋预压实。
4.根据权利要求3所述的一种复合材料成型模具型面增材补偿方法,其特征在于每三层进行压实时,每次压实时间为15min,压强不小于0.9个大气压。
【技术特征摘要】
1.一种复合材料成型模具型面增材补偿方法,其特征在于包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种复合材料成型模具型面增材补偿方法,其特征在于增材材料选择热固性树脂基复合材料,可以是单向预浸料、编制预浸料或是两种的组合。
3.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员:王小凯,何靓,岳明,刘冰心,刘敏,
申请(专利权)人:中航西安飞机工业集团股份有限公司,
类型:发明
国别省市:
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