热压罐成型工艺所用框架式模具的变形分析

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1、复合材料学报第２６卷第５期１０月２００９年犃犮狋犪犕犪狋犲狉犻犪犲犆狅犿狆狅狊犻狋犪犲犛犻狀犻犮犪Ｖｏｌ．２６Ｎｏ．５Ｏｃｔｏｂｅｒ２００９文章编号：１０００３８５１（２００９）０５０１４８０５热压罐成型工艺所用框架式模具的变形分析岳广全１，张博明１，杜善义１，戴福洪１，张铖１，梁宪珠２，王永贵２（１．哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所，哈尔滨１５００８０；２．中国一航北京航空制造工程研究所，北京１０００２４）摘要：模具在使用过程中的变形会影响到复合材料制件的固化变形，为了控制复合材料制件的成型质量，就要了解框架式模具在热压罐固化成型工艺过程中的变形情况。建立了模具变形的数值

2、模拟预报方法，将计算结果与实际模具测量结果进行对比，本文中所提供的有限元分析计算模型可对实际情况进行较为精确的模拟。考察了平板型框架式模具在整个固化工艺过程中的变形情况，数值计算结果表明：型面翘曲变形量与模具温度的分布有关，而与模具温度的大小无关；模具翘曲变形量的峰值出现在降温阶段的中间时刻，且该变形量能够保持一段时间；最大变形时刻整个模具型面与进入热压罐前相比中心位置的变形最大，周边位置的变形最小。关键词：复合材料；热压罐；框架式模具；变形中图分类号：ＴＢ３３０．１文献标志码：Ａ犌犲狅犿犲狋狉犻犮犪犾犱犲犳狅狉犿犪狋犻狅狀狊狅犳狋犺犲犳狉犪犿犲犱犿狅狌犾犱犻狀犪狌狋狅犮犾犪

3、狏犲狆狉狅犮犲狊狊犻狀犵犳狅狉犮狅犿狆狅狊犻狋犲狊狋狉狌犮狋狌狉犲狊１，ＺＨＡＮＧＢｏｍｉｎｇ１，ＤＵＳｈａｎｙｉ１，ＤＡＩＦｕｈｏｎｇ１，ＺＨＡＮＧＣｈｅｎｇ１，ＹＵＥＧｕａｎｇｑｕａｎ２，ＷＡＮＧＹｏｎｇｇｕｉ２ＬＩＡＮＧＸｉａｎｚｈｕ（１．ＣｅｎｔｅｒｆｏｒＣｏｍｐｏｓｉｔｅＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５００８０，Ｃｈｉｎａ；２．ＢｅｉｊｉｎｇＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＡｖｉａｔｉｏｎＩｎｄｕｓｔｒｙＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎｏｆＣｈ

4、ｉｎａ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２４，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｆｏｒｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｍｏｕｌｄｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｎｄｕｃｅｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔ，ｔｈｅｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｆｒａｍｅｄｍｏｕｌｄｉｎａｕｔｏｃｌａｖｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ａｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｍｏｕｌｄ．Ａｎｄｔｈｅｎａｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ

5、ｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｔｏｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｔｈｅｕｓｅｏｆｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｐｒｏｃｅｄｕｒｅ．Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｏｆａｐｌａｔｅｆｒａｍｅｄｍｏｕｌｄｉｎａｕｔｏｃｌａｖｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｈｏｗｔｈａｔｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｆｒａｍｅｄｍｏｕｌｄｄｅｐｅｎｄｅｄｏｎｎｏｔｔｈｅｍａｇｎｉｔｕｄｅｏｆｆｒａｍｅｄｍｏｕｌｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｂｕｔｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｆｒａｍｅｄｍｏ

6、ｕｌｄ．Ａｎｄｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｆｒａｍｅｄｍｏｕｌｄｓｕｒｆａｃｅｗａｒｐａｇｅｗａｓｇｅｎｅｒａｔｅｄｉｎｔｈｅｍｉｄｄｌｅｏｆｔｈｅｃｏｏｌｉｎｇｐｅｒｉｏｄ．Ｉｔｒｅｍａｉｎｅｄａｂｏｕｔ２０ｍｉｎ．Ａｔｔｈａｔｍｏｍｅｎｔ，ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎｔｈｅｃｅｎｔｅｒｏｆｆｒａｍｅｄｍｏｕｌｄｓｕｒｆａｃｅｗａｓｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔ，ａｎｄｉｎｔｈｅｃｉｒｃｕｍａｍｂｉｅｎｃｙｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｗａｓｔｈｅｌｏｗｅｓｔ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ；ａｕｔｏｃｌａｖｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；ｆｒａｍｅｄｍｏｕｌｄ；ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ

7、ｓ复合材料制件是用专门设计制造的模具来使材工艺过程的难易，而且关系到制件的实际形状和尺料的复合过程和制件的成型过程同时完成，制件成寸精度。热压罐成型工艺过程中复合材料制件是在型固化后几乎不再作任何加工，其内部组织力学性较高温度和较高压力下与模具一起放在真空热压罐能达到设计要求，外表尺寸应满足装配协调要求，中固化成型的，模具在这个过程中承受高温热载不允许强迫装配。对涉及若干个复合材料零件的装荷、自身重力及工装压力的共同作用产生变形，模配件，特别是飞机上尺寸较大、需要保证相互对应具的变形对制件固