复合材料构件数字化精确成形技术与装备

发布时间：2021-07-20 16:00

　　在分析国内外复合材料预制体成形技术与装备研究现状基础上,分析了复合材料构件的成形制造目前存在用工密集制造效率低、形性精确成形调控难、成形过程自动化程度低等问题,介绍了数字化柔性导向三维织造成形方法和变曲率预制体铺放-缠绕-针刺一体化成形方法,提出了复合材料构件成形技术与装备的未来发展建议,以推动复合材料构件高效率、高性能、高质量的自动化数字化成形制造技术发展,更好地提升基于纤维预制体复合材料构件制造水平。 

【文章来源】：科技导报. 2020,38(14)北大核心CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

复合材料构件数字化柔性导向三维织造成形方法

柔性导向三维织造技术在复合材料预制体的厚度方向引入了导向结构，导向结构既可以勾勒出预制体轮廓，实现近净成形，又方便引入Z向纤维，增强预制体层间结合力。为了提高织造效率，研究了多束纤维协同铺放方法，即基于复合材料构件的CAD数字模型，分层提取截面信息，并自动规划织造路径，利用多轴自动控制技术，可实现多个携纱装置协同运动，完成多束纤维的同步织造。多束纤维协同铺放系统，可实现纤维定速、定长、张力在线调节的精准织造，在提高纤维铺放效率的同时降低纤维损伤。为实现复合材料预制体层间致密度精确控制，建立了预制体压实模型（图2），研究了压实载荷随预制体高度变化的规律（图3），纤维体积分数较低时，预制体可压缩性取决于预制体的内部空间结构，体积分数很高时，可压缩性取决于纤维实体的性能。基于纤维层压缩变形行为，开发出变压力振动循环加载压实工艺，可逐步消除纤维层回弹特性（图4），降低纤维在压实过程中的损伤程度，维持预制体的尺寸稳定性。图3 压实力随预制体高度变化规律

压实力随预制体高度变化规律

【参考文献】：
期刊论文
[1]机器人高效自动铺丝技术研究进展[J]. 王显峰,严飙,薛柯,肖军.  航空制造技术. 2019(16)
[2]自动铺丝技术及其在飞机复合材料构件制造中的应用[J]. 闫超,陈萍.  玻璃钢/复合材料. 2017(11)
[3]高性能纤维预成形体的研究进展[J]. 陈利,孙颖,马明.  中国材料进展. 2012(10)
[4]复合材料在新一代商用发动机上的应用与发展[J]. 李杰.  航空科学技术. 2012(01)
[5]复合材料制造自动化技术发展[J]. 郝建伟.  航空制造技术. 2010(17)
[6]七自由度纤维铺丝样机研制[J]. 富宏亚,邵忠喜.  航空制造技术. 2010(17)
[7]确定航空复合材料结构大趋向的铺带机及纤维铺放机[J]. 陈亚莉.  航空维修与工程. 2009(06)
[8]波音787的复合材料构件生产[J]. 吴志恩.  航空制造技术. 2008(15)



本文编号：3293135