复合材料结构装配过程中的制孔和连接.pdf

《复合材料结构装配过程中的制孔和连接.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、复合材料结构装配过程中的制孔和连接圈DrillingandLinkingDu—ngCompositesStructureAssemblyProcess中航工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司徐福泉高大伟黪渤捧证泉高壤I程师IEⅨ±{m十n§n!ni★学、行*q《《nU●过1n藿配史^m计#^m*￡m复音材料结柑制造■参与每个Ⅲ号的I艺藉鲁设计制造H425ECl20★、机等目自Ⅲ号∞蔓e##日制．UⅡ波音i害■E$m*o司的复合材料结构件#自±P．量合材料结构装配综述先进复合材料可以创造mR寸大堞构复杂、可整体成型的复合材料

2、机体结构的同时．碱少了零件的数量．减少了连接用紧圊件数越．减少了装配丁装和装配操作工序的r作量。但不管怎样，由于设汁工艺．榆查和维修等制约因素的影口自，连接装配过程必不可少，因此复合材料零住抗口翻造技术·20104第17期国内飞机型号的研制已逐步加大复台材料用量．也必然会存在复合材料结构装配问题。加强复合材料端配相关技术的研究，对于提高飞机制造水平。加快和促进复合材料在国内航空制造业的应用具有重要作用。件仍然需要参与装配．包括复台材料零件之问的装配．以及复台材料零件同其他类型零件之间的袈配。与金属结构相比．复合材料连接紧

3、圊件数量少了，但质量要求更高了．从其他文献中的数据“及实际估算，装配总成本与零件总成本基本相当。复合材料装配过程比较复杂，装配过程包括了不同的装配级别和多个步骧：如直升机尾部的装配．分=级进行第一级是框’粱肋及加强件等的定位装配；第二级是与蒙皮问的定位．间隙调整．加胶膜．钻孔、坚同件安装．腔接同化后的修整；第i级是协调互换部位的加工和拂调fL的钻制．安裴接头、平尾和上垂尾等部件，进行密封和电搭铁安装等等。本文宅要介绍基本的加『。和装配操作．蕾点在复合材料零件制}L及常Ⅲ的几种连接方式。复合材料结构装配的特点E机复合材料零

4、件装配与金属零件装配相比，具有以下的特点：(1)受复舍材料零件原材料、制造工艺方法以及材料本身特性限制．复合材料零件厚度、平面度，角度等尺寸和形位公差较机加零件大．因此在装配设计时需要考虑一定的补偿方法。(2)蛏固件与复合材料零件司的电化学腐蚀．尤其是碳纤维复台材料与铝或镀锅的紧同件相接触时．但玻璃纤维或芳纶不导电．因此不会产生电化学腐蚀。(3)复合材料属脆性材料．断裂延伸率为1％一3％．对装配间隙敏感．间隙在n2⋯08ram应使Ⅲ液体垫片，大于0,8就应使用同蚱挚片，胥则易造成树脂碎裂、局部分层等损伤：(4)大多复台材

5、料零件由很多层材料铺叠而成．单层面内强度远大于屡问强度．制孔日十易小现出口扯孔边缘纤维劈裂(5)复合材料与金属零件同时制孔时．如从复台材料钻向金属．易造一，I．一成金属屑损伤复合材料孔壁的情况。(6)复合材料层间强度低．易冲击性分层．不宜采用带有冲击力的装配方法．如锤铆。(7)复台材料零件不益采用过盈配台(间隙配合的强度只占基体完整强度的20c：n50％)．易造成孔壁四周损伤．或采用小过盈量(19"o～2％：配合．且必须使用金属衬套。复台材料连接失效的形式复合材料结构在连接装配后．可能存在6种损坏模式．如图1所示。(a)

6、零件剪切破坏，可能由于边距不够或在载荷方向的纤维比例过大使垂直于载荷方面强度不够；(h)零件断裂破坏，可能宽度不够或在垂直于载荷方向的纤维比例过大．使载荷方向的强度不够。(c)零件角破坏．可能边距不够或45。方向纤维少。(d)零件孔边破坏，孔周分层及基本压碎，这是6种损坏形式中可能危害最小的一种。(e)紧固件拉脱，可能由于锪窝太深(一般窝深不能超过总厚的2／3．剩余部分不能小于05mm)或钉头太小；装配问瞄c没有处理好。(f)紧固件失效，钉的夹紧长度选择不当；夹紧力不够．装配同隙没有处理好。复台材料结构柏箭孔航空用复合材

7、料主要以碳纤维和玻璃纤维为主，玻璃纤维可加工性较好，主要用在飞机的表面零件上，碳纤维用于飞机承力结构，但其加工性不好，制孔的问题主要出现在碳纤维复合材料零件中。因此本节主要以碳纤维复合材料为主。讨论制孔问题；复合材料制孔要比一般金属制孔闻难，主要因为复合材料对温度敏感、易劈裂分层以及对刀具磨损严重，如图2所示。钻孔劈裂或分层主要出现在制孔的出端．也可能出现在制孔的^端。姐出现在制孔的人端．则可以认为钻fL时进给量偏大．因此操作人员在钻头目I接触零件时减慢进给速度是非常必要的，可减少八端劈裂或分层；如出现在制孔的出端，则可

8、以认为进给力太大，可能的原圆是在将要钻透时的进给量太大或刀具变钝等原因．因此选择适当的刀具并保持良好的刀具状态，以及在将要钻透时，应减慢进给越．可减少出端劈裂或分层。当复旨材料零件采用单向带制造时．钻孔劈裂或分层尤为严重．因此为减少钻孔时的损伤。在零件上下各加一层织物将大有益处。钻7L温度不能大干基体的玻璃化温度．为