复合材料技术.docx

航空预浸料-热压罐工艺复合材料技术应用概况
发布时间：2011-11-2315:34:27
先进复合材料自问世以来，由于其轻质、高强、耐疲劳、耐腐蚀等诸多优势，一直在航空材料领域得到重视。随着近几十年来的发展，尤其是最近10年在大型飞机下降和固化成型时间的增加。
为解决这一问题，需要改善预浸料本身的工艺特征，以适应复合材料结构变化所带来的新需求。为此，国内外通过大量的研究，均已开发出多种可实现'零吸胶〃、''常温加压〃工艺的预浸料，从而保证了热压罐工艺复合材料制件的质量一致性，并减少了进罐时间。国内开发的环氧树脂预浸料碳哪/BA9918预浸料、碳⑷/BA9916-II预浸料、CCF300/BA9916-II预浸料和双马树脂预浸料CCF300/QY9511、碳⑷/QY9611,都可做到'零吸胶〃、''常温加压〃，部分预浸料已用于多个型号产品的生产。
航空复合材料主承力结构的预浸料-热压罐成型工艺
1整体化成型工艺
着复合材料结构设计的发展，考虑进一步减重和降低成本，航空复合材料主承力结构件已越来越倾向于使用整
体化制造工艺，将多个构件一体化制造，以减少复合材料之间的装配连接。目前，预浸料-热压罐工艺的整体化制造技术可分为共固化、共胶接和二次胶接3种方案。每种均有各自的特点，因此需根据实际的结构和工艺要求来选择相应的整体化制造技术。在整体化制造中，各构件之间连最为关键的环节，因为它往往是整个结构最为薄弱的环节。如盒段整体结构中，相比，其弱点是承受面外载荷的能力较差，因此需要使用一些手段对该位置面外拉伸方向的性能进行加强。从目前的研究来看，Z-PIN、缝合技术虽然能改善面外拉伸性能，但其对结构的面内力学性能有一定的影响。针对整体化结构R区的面外承载能力弱的特点，国内有关研究在这方面独辟蹊径，从提高材料性能的角度，开发了ZXC195、ZXC190、ZXC185等系列增强芯材。该类增强芯材主要通过改善整体结构中R区材料的韧性，来提高整体结构接头的面外承载能力，因此对于该区域结构的面内性能没有任何影响。目前，部分增强芯材已完成了相关整体化结构的工程应用，并取得了很好的应用效果［10］。
2各主承力结构成型工艺
、机翼和非筒体成型的机身。该类结构主要由蒙皮和长桁组成。
由于复合材料结构设计经历过等代设计，早期复合材料制造的壁板通常是由各自成形好的蒙皮和长桁通过机械连接组装而成。这样的方式增加了结构的自重，不能很好地发挥复合材料的优点。随着复合材料整体化制造技术的出现，壁板类复合材料结构也逐渐摆脱了机械连接，实现了一体化制造。其制造工艺方案主要有以下几类。
（1）蒙皮与长桁共固化。分别铺叠蒙皮和长桁；通过模具工装将其组合在一起，接触面铺胶膜（或不铺胶膜）；之后整体进热压罐完成
共固化。
（2）蒙皮先固化，再与长桁共胶接。先蒙皮固化；铺叠长桁，通过模具工装将其固定在已固化好的蒙皮上，接触面铺胶膜，之后进罐完成共胶接。
（3）长桁先固化，再与蒙皮共胶接。先固化长桁，并进行必要的机加；铺叠蒙皮，通过模具工装将固化的长桁与其组装，接触面铺膜，之后进热压
罐完成共胶接。
（4）二次胶接。分别固化蒙皮和长桁；将长桁进行必要的加工；通过模具工装将蒙皮与长桁组装，接触面铺胶膜，之后进热压
罐完成二次胶