共固化成型蜂窝夹层结构缺陷分析及工艺改进

《共固化成型蜂窝夹层结构缺陷分析及工艺改进》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、专题sPEC眦ToPlc共固化成型蜂窝夹层结构缺陷分析及工艺改进StudyonProcessImprovementandProductionDefectsofCo—CuredSandwichCompositeStructure中航复合材料有限责任公司毕红艳段友社中航工业北京航空制造工程研究所谢凯文[摘要]通过采用不同的共固化胶接成形工艺成形蜂窝夹层结构，并利用超声及金相方法对不同工艺的蜂窝夹层结构蒙皮缺陷进行分析，分析了不同工艺的内部质量及缺陷产生的原因，最终提出有效的S-艺改进方法。关键词：复合材料蜂窝夹芯结构共固化成型内部缺陷【ABSTRACT】Thehoneycombsandwichpa

2、nsbydifferentCO—cureprocessareintroducedinthispaper．Thetestfortheinnerdefectsusingultrasonicpulsedreflectionandmetallographicexaminationisdescribedindetail．Thein-sidequalityandinnerdefectsofdifferentCO—cureprocessarejudgedandanalyzed．Thispaperaimsatofferingthepropertechnologytosolvetheproblemsinkeyp

3、ointsoftheCO—curetechniqueandmachiningprocess．Keywords：CompositesHoneycombsandwichstructureCo-cureprocessInnerdefects目前蜂窝夹芯⋯复合材料的成型工艺较为普遍的主要有胶接成型口1和共固化成型p叫2种。胶接成型是先固化上下蒙皮，再用胶黏剂将上下蒙皮和蜂窝芯胶接成为一体。共固化和胶接不同之处在于上下蒙皮铺叠完成后不进行固化，而是组合成夹芯结构后同时固化。相对于胶接成型，共固化成型工艺步骤简单，工序少，生产效率高，生产成本低。复合材料蜂窝夹层结构共固化成型工艺采用高性能的碳纤维预浸料作

4、为蒙皮与Nomex蜂窝芯组成夹层结构，蒙皮与蜂窝芯在热压罐中一次共固化成型。共固化成型工艺制造成本低，适合制造型面复杂的结构，现在这种成型工艺越来越受到重视。固化成型后的蜂窝夹层结构不能直接观测其内部质量，而在一次共固化成型制造过程中蒙皮还易产生各种内部质量缺陷陋l，这些缺陷将直接影响结构件的工作性能，危及整体结构的安全，因此分析缺陷的类型及造成缺陷原因是十分重要的。根据造成缺陷的原因，对工艺进行改进。106航空制造技术·2014年第15期1材料及设备CF3031／BA9916一I／织物预浸料：含胶量为38±3％，单层厚度为0．23±0．02mm，树脂体系为高温固化环氧树脂，中航工业复合材料有

5、限责任公司；CCF300／BA9916一Ⅱ预浸料：含胶量为34±2％，单层厚度为o．1254-0．01mm，树脂体系为高温固化环氧树脂，中航工业复合材料有限责任公司；Nomex蜂窝：规格NRH一2—48，高度10mm，平压强度≥1．48MPa，纵向剪切≥0．89MPa，剪切模量37．8MPa，横向剪切≥0．53MPa，剪切模量22．8MPa；中航工业复合材料有限责任公司；J116A胶膜：厚度0．35～0．40mm，面密度(420±30)g／m2，胶黏蜂窝炙层结构图1蜂窝夹层结构示意图Fig．1HoneycombsandwichstructureJ-116A胶模蜂窝芯图2共固化蜂窝夹层结构金相图

6、Fig．2Metallographicatlasofhoneycombsandwichstructure№咖。。。。砌删吲们唧姚。：。⋯。复合材料构件锕造技术针织尼龙纱网载体膜状，常温(23℃)板一板剥离强度≥7．5KN／m，剪切强度≥35MPa，黑龙江石化所。热压罐：型号XLG一1"2．3，最大压力为1．0MPa，北京燕山石油化工公司机械厂；烘箱：型号GW一16m3，无锡市南亚试验设备有限公司；复合材料超声检测仪：型号S316013。2样件制作蜂窝夹层零件如图1所示，主要有下蒙皮、胶黏剂(胶膜)嘲、蜂窝芯、胶黏剂、上蒙皮组成。上下蒙皮的铺层为[±45／0／4-45]，其中[4-45]为CF3

7、031／BA9916一II织物预浸料，[0】为CCF300／BA9916—1I预浸料。零件按图1所示的结构形式进行蒙皮铺叠，铺放胶膜、蜂窝芯组合，然后在热压罐中固化，固化工艺为：温度1804-5℃、时间2～3．5h、固化压力为0．3～0．5MPa，升温速率≤20／min。3共固化蜂窝夹层结构主要的缺陷与胶接成型夹层结构相似，碳纤维复合材料共固化蜂窝夹层结构常见的缺陷有：(1)复合材料蒙皮的缺陷，例