面向半豆荚杆的先进拉挤新方法研究-论文.pdf

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1、62面向半豆荚杆的先进拉挤新方法研究2014年6月面向半豆荚杆的先进拉挤新方法研究杨兴瑞，肖健，齐俊伟，肖军(南京航空航天大学材料科学与技术学院，南京210016)摘要：以复合材料豆荚杆的制造需求为背景，分析现有先进拉挤(ADP)方法制造半豆荚存在的不足，提出了“动模先进拉挤(MMADP)”方法、以改善半豆荚直线度，设计研制了新型半豆荚动模拉挤系统，并进行了半豆荚拉挤试验，直线度由过去的3mnl／m提高到0．5mm／m。关键词：豆荚杆；先进拉挤；直线度；动模先进拉挤中图分类号：TB332文献标识码：A文章编号：1003—0999(2014)06—0062

2、—04传统的复合材料拉挤成型技术起源于20世纪料科技有限公司等采用热压罐技术开展了复合40年代末的美国，是指将增强材料如玻璃纤维或织材料豆荚杆的制造技术研究；为解决受模具和热压物经过湿法浸胶，在张力作用下通过模具挤压成型、罐尺寸限制难以制造超长豆荚杆(长度≥30米)难加热固化等过程而连续生产复合材料型材产品的方题，南京航空航天大学开展了基于先进拉挤成型技法l2J。传统拉挤成型技术很好地利用了增强材料术的半豆荚杆制造技术研究，试制了半豆荚杆ADP的连续性和定向强度高的特点，制得的产品质量高，系统样机并开展了系列研究，制造出长度10m以上容易实现自动化生产。

3、但传统拉挤成型的缺点是产半豆荚，但尚存在直线度不高(3mnL／In)的问题。品横向强度较低，较难控制含胶量，仅应用于生产通本文通过对现有先进拉挤系统和制造过程中影用复合材料型材。响直线度因素的分析，提出了“动模先进拉挤(Mov—随着科技的进步，人们对于应用在航空航天领ingMoldAdvancedPultrusion，简称MMADP)”方法域的复合材料的品种和质量提出了越来越高的要原理，设计研制了新型半豆荚动模先进拉挤系统，以求。而新型高性能树脂体系的出现和机械、自动化碳纤维／环氧预浸料为原料进行了半豆荚拉挤试验技术的不断发展为新型的复合材料拉挤技术奠定

4、了研究，优化出适于动模拉挤的工艺参数，制造出长度良好的基础。20世纪80年代，日本JAMCO公司为超过10m的半豆荚。直线度由过去的3mm／m提高了制造低成本、高性能的先进复合材料，研发了先进到0．5mm／m。拉挤成型工艺(AdvancedPultrusion，简称ADP)。该技术的主要工艺流程如下：以预浸料为原料，逐步1ADP半豆荚杆制造及其直线度影响因素经过预成型、模具内的热压固化、牵引、裁剪等过程，分析连续生产长度不限、具有特定截面形状的复合材料型材。国内南京航空航天大学研制了ADP模1．1半豆荚杆ADP过程块化试验系统，开展了C型梁、帽型梁和工字

5、梁的ADP系统由放料装置、预成型装置、热压装置、ADP相关技术研究。牵引装置及控制系统组成，如图1所示。半豆荚制豆荚杆是一种空间可展开构件，用于航天器的备过程如下：放卷装置将铺叠好的预浸料坯送出，经大尺寸可展开支撑结构中，可以在外力作用下收拢过预成型装置预浸料坯从平直状态逐渐变为半豆荚在装置内以减小体积，待到空间后靠应变能释放展杆截面形状，之后进入热压模具固化定型；热压模具开，从而得以支撑航天器的天线、伸展臂等装抬起，牵引装置将已固化的预浸料牵出热压模具，同置¨j。目前，国内如中航复材公司、上海复合材时未固化的预浸料进入热压模具，模具的开合与制收稿日期：

6、2014-01-03基金项目：国家商用飞机制造工程技术研究中心创新基金(SAMC12-JS-15-022)作者简介：杨兴瑞(1986．)，男，硕士研究生，主要研究方向为复合材料自动化制造工艺。通讯作者：齐俊伟(1964．)，男，硕士，高级工程师，主要从事复合材料自动化成型技术研究，qijunwei@nuaa．edu．ell。lFJ佗薯村嚣0t口蠢llj鼍

7、一l嚣2014年第6期玻璃钢／复合材料65structures，2003．[11]宋伟．复合材料构件先进拉挤工艺化研究[D]．南京：南京航[5]OkamotoM，KuriyamaS．Methodanda

8、pparatusformoldingthermo-空航天大学，2011．settingcompositematerial[P]．EuropeanPatentEP：1547753，[12]邓磊明．先进拉挤兀型梁工艺参数控制与性能研究[D]．南2005_6-29．京：南京航空航天大学，2012．[6]齐俊伟，李勇，肖军．先进拉挤成形技术及其在大飞机复合材[13]窦冲．帽型梁先进拉挤热压装置及制件的性能研究[D]．南料结构中的应用[J]．航空制造技术，2011，15：l8．京：南京航空航天大学，2013．[7]罗鹏，齐俊伟，肖军，等．预浸料拉挤成型装备技术研究

9、[J]．[14]程琨．工字梁先进拉挤成形装备技术研究[D]．南京：南京航玻璃钢／