长桁下凸缘倒角在共胶接工艺中对蒙皮铺层褶皱的影响

发布时间：2021-10-23 05:33

　　在复合材料加筋壁板的成型中有一种工艺方案是将已固化的长桁与未固化的蒙皮进行共胶接。为了解决采用此工艺时长桁下凸缘边缘处蒙皮铺层面外褶皱的问题,采用了长桁下凸缘倒角的制造方法,提高了产品的质量稳定性。通过对蒙皮皱褶部位的剖切取样,再采用显微观察的手段测量褶皱的几何尺寸,探索了不同倒角的长桁下凸缘边缘与蒙皮共胶接后铺层的褶皱程度,并分析了褶皱的形成原因。结果表明:对长桁下凸缘边缘倒角后可以明显改善蒙皮褶皱的情况,并且倒角越锐利蒙皮的褶皱程度越小。根据实际情况,在选取特定的角度对长桁下凸缘进行倒角后,可以在简化工艺的同时有效控制蒙皮褶皱的幅度。 

【文章来源】：复合材料科学与工程. 2020,(04)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

L/D与倒角角度的关系

在加筋壁板的热压罐成型工艺中,有一种工艺方案是先固化长桁,再将长桁与未固化的蒙皮进行共胶接。这种方案的优点是先行完成了长桁的制造,在共胶接时长桁的成型模具不需要在热压罐中参与固化过程,比较适合长桁数量多或长桁形状较复杂的壁板制造。这种工艺方案的一个缺点是当长桁安放在蒙皮内形面上时,在长桁的下凸缘边缘与蒙皮之间的接合处会形成台阶,如果直接覆盖辅助材料并进行共胶接,那么在长桁下凸缘边缘下方经常会出现蒙皮褶皱、胶黏剂堆积或树脂堆积的现象(如图1所示),严重时该区域会出现孔隙率增加和分层现象。蒙皮铺层中的褶皱会影响零件的多种力学性能[9-18],所以制造过程中要尽量避免或减小该处褶皱的产生。针对这一问题,可采用如下工艺方法:在长桁之间填充厚度与长桁下凸缘厚度相当的工艺盖板,并且在共胶接时封装在真空袋内,覆盖在相邻长桁之间的蒙皮之上。这样可以将相邻的长桁下凸缘之间填平,从而消除了阶差,避免辅助材料产生架桥现象。但是这种方法在制造大型壁板时会遇到一些困难,尤其是遇到长桁下凸缘上有凸耳时(如图2所示),工艺盖板需要分成非常多的小块来适应长桁下凸缘外形;并且随着壁板尺寸变大、长桁数量变多,工艺盖板与长桁下凸缘的配合精度越来越难控制,确保全部工艺盖板的安放质量变得非常困难。

针对这一问题,可采用如下工艺方法:在长桁之间填充厚度与长桁下凸缘厚度相当的工艺盖板,并且在共胶接时封装在真空袋内,覆盖在相邻长桁之间的蒙皮之上。这样可以将相邻的长桁下凸缘之间填平,从而消除了阶差,避免辅助材料产生架桥现象。但是这种方法在制造大型壁板时会遇到一些困难,尤其是遇到长桁下凸缘上有凸耳时(如图2所示),工艺盖板需要分成非常多的小块来适应长桁下凸缘外形;并且随着壁板尺寸变大、长桁数量变多,工艺盖板与长桁下凸缘的配合精度越来越难控制,确保全部工艺盖板的安放质量变得非常困难。还有一种工艺方法是对长桁的下凸缘边缘进行倒角处理,使长桁下凸缘与蒙皮之间平缓过渡。这种方法的优点是大幅度避免了真空袋等辅助材料在长桁下凸缘边缘处的架桥,使壁板在共胶接时可以不用安装工艺盖板,大幅度提高了工艺一致性,降低了操作难度。

【参考文献】：
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本文编号：3452569