復(fù)材C梁角度偏差對裝配靜強(qiáng)度影響的建模仿真研究*

（上海交通大學(xué)上海市復(fù)雜薄板結(jié)構(gòu)數(shù)字化制造重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海 200240）

復(fù)合材料因具有強(qiáng)度高、剛度大、抗疲勞性強(qiáng)且重量輕的特點(diǎn)，在飛機(jī)制造領(lǐng)域得到越來越廣泛應(yīng)用[1]。復(fù)合材料C形梁作為升降舵、方向舵以及機(jī)翼翼盒等的重要組成，是飛機(jī)結(jié)構(gòu)中常見的受力構(gòu)件。

復(fù)合材料C形梁在制備過程中由于自身的材料性能、固化特性和溫度等影響，導(dǎo)致在脫模過程中容易發(fā)生收縮回彈，致使C形梁的腹板與緣條的夾角角度不等于預(yù)設(shè)的角度，產(chǎn)生角度偏差。該制造過程中產(chǎn)生的角度偏差會對其裝配過程及裝配性能造成影響。

近年來，國內(nèi)外對復(fù)合材料C形梁角度偏差的研究多集中在其成型機(jī)理以及影響因素上。岳廣全等[2]從模具影響復(fù)合材料構(gòu)件變形和殘余應(yīng)力的各種因素出發(fā)，分析了模具因素導(dǎo)致回彈變形造成的角度偏差。魏冉等[3]回顧了復(fù)合材料固化成型后回彈變形現(xiàn)象的產(chǎn)生及其影響因素，繼而對回彈現(xiàn)象的模擬預(yù)測方法進(jìn)行綜述。Kappel等[4]則對引起脫模回彈現(xiàn)象的熱膨脹因素和化學(xué)因素進(jìn)行了量化。Svanbeg[5]等、Wucher等[6]通過建立有限元模型，在熱影響的基礎(chǔ)上提出了C形梁形狀彎曲的不同也是產(chǎn)生夾角偏差的一個重要因素。

Fernlund[7]等的研究表明，固化過程中固化溫度與環(huán)境溫度之間的溫度差是引起回彈變形的重要因素，且變形量正比為溫度差。陳曉靜[8]則采用有限元數(shù)值分析方法，提出了基于節(jié)點(diǎn)變形的型面補(bǔ)償算法。賈麗杰等[9]以典型C形結(jié)構(gòu)的縮比試驗(yàn)件入手，同時借助仿真模擬手段，預(yù)測C形結(jié)構(gòu)回彈變形的擬合公式。……