基于自动丝束铺放技术的复合材料进气道结构设计及试验验证

《基于自动丝束铺放技术的复合材料进气道结构设计及试验验证》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第8卷第3期2017年8月航空工程进展ADVANCESINAERONAUTICALSCIENCEANDENGINEERINGV01．8No．3Aug．2017文章编号：1674-8190(2017)03—349—05基于自动丝束铺放技术的复合材料进气道结构设计及试验验证赵博伟，杜发喜，高原，赖辉(航空工业成都飞机工业(集团)有限责任公司技术中心，成都610092)摘要：某型号飞机采用s形进气道，形状复杂，且对刚度、装配、内表面质量及重量要求很高，需要设计一个满足所需的进气道结构。采用复合材料整体成型结构设计，结合自动丝束铺放技术，详细叙述进气道结构

2、设计研制方案及实施方法，并对其进行有限元理论分析及试验验证，结果表明：进气道结构满足强度及刚度要求；自动丝束铺放技术可以有效应用于变截面S形进气道研制。研究结果可对研制其他复杂形状飞机进气道提供依据。关键词：S形进气道；复合材料；自动丝束铺放技术；结构设计中图分类号：V228．7文献标识码：ADOI：10．16615／j．cnki．1674—8190．2017．03．016DesignandExperimentalVerificationofCompositeMaterialInletStructureBasedonAutomaticTowLayi

3、ngTechnologyZhaoBowei，DuFaxi，GaoYuan，LaiHUi(TechnicalCenter，AVICChengduAircraftIndustrial(Group)Co．，Ltd．，Chengdu610092，China)Abstract：InacertainaircraftS-shapedinletisused，whichisofcomplexshapeandhighdemandsontherigidi—ty，assembly，innersurfacequalityandweight．ItisneededtOdesig

4、nsuchaninletstructurewhichmeetsallthedemands．TheinletisdesignedbyusingthecompositeswholeshapingandautomatictOWlayingtechnology．Thedevelopmentoftheprogramandimplementationmethodsaredescribedindetail．Itismadebyfiniteele—mentanalysisandexperimentalverification．Theresultsshowedtha

5、ttheinletstructuremeetsthestrengthandstiffnessrequirements．AutomatictowlayingtechnologycanbeeffectivelyappliedtOvariablecrosssectionS-shapedinletdevelopment．Theresultsofthestudycouldprovidesthebasisforthedevelopmentofothercom—plexshapeaircraftinlet．Keywords：S-shapedinlet；compo

6、sitematerial；automatictowlayingtechnology；structuraldesign0引言某型号飞机进气道采用基于自动丝束铺放技术的复合材料整体成型方案。该技术在国外始于20世纪60年代口，在美国空军实验室的支持下起步，后经计算机辅助设计等方面支持迅速发展旧J。目前，自动铺带机、自动铺丝机、各种预浸带／纱已经形成系列产品供应，广泛应用于多种航空航天器收稿日期：2017-04—11；修回日期：20170514通信作者：赵博伟，317822246@qq．com的树脂基复合材料成型制造[3]。由于自动铺丝技术采用的材料体系

7、成熟度高，设计成型方法继承性好，易于数字化和自动化制造[4]，已经成为发达国家飞机复合材料大型复杂构建件的主要成型方法，获得了广泛的应用，并且在具有复杂曲面结构复合材料整体成型的制造中具有明显优势，但是该技术受到发达国家对我国的严密封锁，在国内应用尚属空白，需要从结构设计到试验进行一系列的验证。丝束铺放技术是多轴联动的铺丝头进行传送，通过切割、重启、加热及压实等功能将不同数量的纤维窄带在压辊下集束成带，并按照程序设定的路径铺叠在模具上，制成零件的复合材料预成型体∞]。350航空工程进展第8卷国内目前对自动铺丝技术的研究主要集中在根据初始参考线在曲面

8、上做等距平移进行轨迹规划和某一参考轴线成固定角度进行轨迹规划[6]。构造合适的初始参考线，建立适当的曲面平移方法和求取合适