航空先進復合材料帽型加筋構件制造工藝探索

于晶晶

摘?要：現代制造行業已經有著良好發展，但在其中也仍存在一定的可供優化之處，如航空先進復合材料帽型加筋構件的制造過程中就常存在一定問題，進而對模型加筋構件的質量產生不利影響。由此本文就針對航空先進復合材料帽型加筋構件的制造工藝展開探索，并經由對航空先進復合材料的應用現狀進行談論，從而分析了對模型加筋構件制造過程的優化措施。

關鍵詞：航空先進復合材料;帽型加筋構件;制造工藝

現階段在應用復合材料進行航空構件的制造中，往往會應用復合材料的共固化、共膠接等技術方案，由此不僅能夠降低航空構件制造中對材料的大量需求，也能通過利用一體化成形的制造方式，保障復合材料結構的制造質量。由此相關的制造人員也應革新過去應用真空袋囊制造法對復合材料構件的傳統制造方式，經由利用硅橡膠芯模法，從而提高構件制造效率與質量。

1?現階段航空先進復合材料的應用

現階段的復合材料已經在現代航空機體中占有了較大的用量與應用范圍，并且憑借著復合材料抗疲勞、剛度等性能的優良，故復合材料往往是現階段航空設備制造過程的重要材料。再加上應用復合材料進行加工、制造時，還能經由如共固化、共膠接等措施，從而在不影響制造質量與性能的基礎上，減少零件、元件的使用數量，起到節約資源的作用。并且相關零配件使用數量的減少也能降低一體化、自動化的制造成本，并能在一定程度上強化航空機體的內部結構承載能力。由此現階段在航空機體中諸如機翼、尾翼、梁等重要部位的制造中均會在不同程度上對復合材料加以利用。而由于帽型結構通常會擁有更為良好的穩定性與質量，故在航空機體制造時，常會在如機身側壁板部分應用帽型加筋構件，經由帽型構件中筋條與壁板的搭配，從而保證航空機體的質量。但隨著帽型加筋結構的廣泛應用，在帽型構件的制造過程中也逐漸面臨一定困境，如在施工過程中對構件外表面施加荷載時，若所施加的壓力沒能達到構件固化的要求，就會出現壓力不可達的現象，繼而在構件壓力不可達的內部區域，就需要安裝一定的芯模進行支撐，以確保相應壓力能夠滿足構件固化的需求。故現階段航空構件制造人員尚需對制造過程予以重視，并經由采取一定的優化措施與新型制造工藝，由此保障相關構件的質量。

2?帽型加筋構件的制造工藝

2.1?構件設計

帽型加筋構件的制造往往以構件內部芯膜定位與輔助成型兩項工作作為核心，但現階段這兩項工作的質量往往難以得到有效保證，相應的帽型構件的成型精度、質量等也常會受到一定影響。由此相關人員就應在構件制造前，預先針對構件內部構造、制造原料等因素設計出科學的制造方案。而在設計制造方案時，設計人員就可以對帽型構件的內部芯的尺寸、模具等進行一定調整，并通過對構件制造模型的尺寸模具與蓋板模具進行結合，從而保證帽型加筋構件的制造質量。同時相關人員還可采取更換芯軸結構的方式，經由對橡膠芯模結構的更換，不僅能夠滿足構件制造過程對制造模具的不同需求，也能夠根據實際情況制造出更為切實、科學的帽型構件，由此保障相關構件的使用性能與質量。并且針對外部工藝蓋板模具，相關人員就可以應用固化復合材料作為主要制造材料，由此通過模具熱膨脹系數與所要制造構件的熱膨脹系數二者系數的互相切合，以保障帽型加筋構件在成型過程的制造質量。此外，在制造外部工藝蓋板的環節中，工作人員還應事先制造出與外部蓋板相對應的金屬模具，以便開展外部工藝蓋板的成型環節。

2.2?構件成型

在構件成型環節，技術人員就可采用熱壓罐共固化成型工藝作為主要制造方式，而經由該工藝中對帽型加筋構件中帽型、下壁板兩部分的定位與支撐固定的作用，再通過對上述兩部分間縫隙的填充，該工藝往往能夠通過一次性的固化操作完成構件的成型環節，由此不僅能夠簡化構件成型環節的相關操作，也能保證帽型構件中帽型結構及其與構件其他部分結合區域的質量[1]。經由上述優勢，應用熱壓罐共固化成型工藝往往能夠有效降低構件成型環節對人力、資源等的耗費，并能便于大型帽型構件的制造。而在帽型構件的共固化成型過程中，還應對成型操作、構件成型質量等展開相應的評價工作。通常來說成型質量的評價范圍涵蓋有構件外部成型精度與構件內部成型質量兩方面，現階段形性協同綜合調控的制造理念成為現階段航空制造業的主要工作理論。而成型構件的成型過程一般會面臨芯模受熱膨脹而導致維型保壓困難進而影響構件質量的問題，以及帽型構件的制造中存留有空間不可達區域繼而產生構件內部結構缺陷問題。上述兩類問題是現階段對帽型構件制造質量影響較大的主要問題，故針對兩項問題采取針對性的解決處理措施就成為現階段相關人員的主要工作任務。針對構件芯模的受熱膨脹問題，相關人員就可以以微型保壓思想作基礎，預先建立起針對性的數學模型，從而經由對相關數據的調整，獲取到成型構件的基礎數值[2]。而在處理帽型構件因不可達空間而導致的內部結構缺陷問題時，相關人員則應當對構件中的三角區域進行填充工作，以此通過對構件三角區域體積、厚度、纖維曲皺等因素的改變，從而實現對帽型構件內部結構的調控，由此達到解決帽型構件型性缺陷的目的。

3?結語

綜上所述，現階段在航空先進復合材料帽型加筋構件制造領域中不斷有各類新型工藝涌現，由此構件制造人員也對相關工藝加以掌握，并通過一定的借鑒參考，從而實現對構件制造工作的優化。并且相關制造人員還應就現存的構件制造問題設計相應的處理方案，再加以對構件設計與成型過程進行全面優化以及落實所設計的處理方案，由此保障構型加筋構件的制造質量。

參考文獻：

[1]徐榮章，凌曉濤，賈利勇.成型工藝對復合材料帽型加筋板軸壓特性的影響[J].材料工程，2018，46（4）：152-157.

[2]胡明勇，鄭波，王安穩.復合材料帽型加筋層合梁剛度的理論計算研究[J].海軍工程大學學報，2017，29（6）：6-12.