復合材料模具模塊化、規(guī)范化、數(shù)字化快速設計研究

韓志仁，賈 琛，何萬飛，石章虎，孫 浩

（1. 航空制造工藝數(shù)字化國防重點學科實驗室，沈陽 110136；2. 沈陽航空航天大學航空宇航工程學部，沈陽 110136；3.航空工業(yè)成都飛機工業(yè)（集團）有限責任公司，成都 610092）

復合材料具有重量輕、強度高等特點使其在航空工業(yè)領域有著無可比擬的應用前景，采用高比強度、高比剛度的復合材料能夠在保證飛機結構強度的基礎上大幅減輕飛機的結構重量，極大提高結構效率[1]。因此，復合材料已經成為航空工業(yè)領域繼鋁、鋼、鈦之后，迅速發(fā)展成四大結構材料之一，其用量成為航空工業(yè)結構先進性的標志之一[2]。

復材構件成型與常規(guī)金屬材料成形不同，復合材料構件的成型是材料與結構同時成型的過程，且通常在模具中完成，構件固化成型完成后不需要加工或只需少量加工。飛機上的復合材料構件外形大多要求曲面、薄壁、高精度，這種類型的構件需要模具保證加工精度[3]。數(shù)字化設計能夠很好地保障模具的加工精度，使復合材料構件成型后不需要加工或只需少量加工即可滿足設計要求。

在傳統(tǒng)的模具設計過程中，較為依賴模具設計人員的知識和經驗，導致不同設計者設計出的模具細節(jié)尺寸上存在差異[4-5]。復合材料成型模具數(shù)字化設計應該與規(guī)范化設計結合起來，保證在模具設計中減少重復設計工作[6-7]。將前人經驗和知識進行科學、系統(tǒng)地提煉，在快速設計中預設初值，設置規(guī)范參數(shù)范圍。設計人員根據(jù)預設值可最大限度減少設計重復勞動工作，縮短設計周期，降低設計成本[8]。……