復合材料C型肋零件回彈研究

韓小勇，蘇佳智，徐少晨，陳吉平，鄭義珠

（上海飛機制造有限公司，上海 200436）

復合材料制件成型時，由于基體和纖維的熱膨脹系數不同、材料的固化收縮不同等因素，纖維增強復合材料制件在固化過程中不可避免地會產生殘余應力而引起制件回彈[1-5]。制件回彈產生是由制件固化過程中的外載荷卸去后制件內部殘余應力重新分布后產生的[6]。影響復材制件外形變化的因素很多，如制件本身的幾何形狀、厚度、鋪層、緣條長度、模具材料、模具表面質量和固化周期。當模具冷卻至室溫時L和U型制件脫模后可以觀察到制件角度的變化，因此需要對模具進行修模處理以解決回彈補償的問題，回彈補償一般是在1°～3°之間，但是回彈隨鋪層、材料和固化溫度等變化很大[7]。為了得到外形尺寸更準確的制件，需對制件外形變化進行預測。

本文采用碳纖維織物預浸料制備了一典型復合材料C型肋制件，針對制件大端未切口、大端切口和大端切口且緣條切邊的情況，利用三坐標測量機測量了制件內型面的角度，并與成型模具型面對比，得到了較為優化的回彈補償。最后通過測量制件外型面驗證了回彈補償結果。

1 試驗部分

1.1 主要原材料

碳纖維環氧預浸料：CYCOM970，CYTEC Company。

1.2 主要儀器及設備

三坐標測量機：GSMMA 1102，DEA Company；

自動下料機：1.8m×1.8m，GERBER Company；

熱壓罐：1m×2m，ASC Company。

1.3 肋零件制造

本試驗制造了左右兩個對稱肋零件。采用自動下料機下料，在已經進行了1°回彈補償的陽模模具上鋪貼并預壓實預浸料，鋪層為 [(±45°)/(－ +45°)]4，在指定位置布置熱電偶，鋪上無孔隔離膜、透氣氈和真空袋，檢漏進罐固化，固化工藝為：180℃/2h，0.6MPa。……