碳纖維復合材料“U”形結構加筋壁板成型的試驗研究

摘 要：本文介紹了一種復合材料“U”形加筋壁板熱壓罐共固化制造方法，筋條兩側的模具采用3種方案，即硬模/硬模、袋壓/硬模以及袋壓/袋壓。對3種工裝方案成型的制件外觀質量與內部質量進行研究，并分析缺陷。結果表明，采用硬模/硬模方案，表面質量優異，但是受模具配合精度差影響，容易出現高孔隙率內部缺陷；采用袋壓/硬模方案，筋條兩側蒙皮區厚度相差較大；采用袋壓/袋壓方案，經濟性好，但是雙側拐角半徑R不密實，不能保證腹板垂直度。研究結果為“U”形加筋壁板成型工藝在航空器承載結構的工程化應用提供了理論和試驗依據。

關鍵詞：復合材料；“U”形加筋壁板；熱壓罐工藝；共固化

中圖分類號：TB 332" " " " " 文獻標志碼：A

先進復合材料具有質量輕、比強度高、可設計性較強、耐腐蝕以及抗疲勞等優點，在航空、航天領域得到廣泛應用。在國外新一代民用飛機中，先進復合材料的用量已達到50%以上，在軍用飛機中先進復合材料的用量達到25%～40%，甚至出現了全復合材料飛機。2005年以來，各種剖面形狀的復合材料加筋壁板結構件大量應用于飛機的機身、翼面等部位。大量研究者對加筋壁板的制造進行研究[1-6]，但是對碳纖維復合材料整體構件，尤其是“U”形結構加筋壁板的成型工藝研究較少。本文對AC531/CCF800碳纖維增強復合材料“U”形加筋壁板的整體成型工藝進行試驗，即壁板蒙皮與“U”形筋鋪疊組裝后共固化。本文采用3種工裝方案分別制備了試驗件，并對3種工裝方案成型的制件外觀質量與內部質量進行研究?！?br>