[发明专利]一种直升机复合材料桨叶疲劳试验件成型方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料成型技术，涉及一个适用于直升机复合材料桨叶疲劳试验件成型的直升机复合材料桨叶疲劳试验件成型工艺方法。 

背景技术

旋翼桨叶是一个柔韧的、固有频率低的细长弹性体，工作时，高速旋转的桨叶承受着很高的离心力载荷和交变的气动载荷作用，产生很高的交变应力。因此，在直升机研制的探索时期，桨叶很容易折断。而在特制的疲劳试验台上进行的疲劳试验结果，是最能够直接反映桨叶性能的指标。所以制造出具有优异的疲劳性能的桨叶疲劳试验件，最为关键。 

传统的制备桨叶疲劳试验件的工艺方法是， 

1.桨叶切断、掏空 

将成型后的模压桨叶去掉包铁，根据图纸要求，以桨叶0剖面位置为基准，测量要求的距离分别在桨叶上划出桨叶切割线Zx₁、Zx₂。按划线在基准线处把桨叶切断并去掉毛刺。挖空桨叶端部内腔的泡沫，具体深度要求按图纸执行。 

2.桨叶填充、铺层 

①桨叶填充 

用短切纤维混合物将试件端部内腔挖空部位填满，除去气泡，修平。 

②外部铺层加强 

按产品图纸用铅笔在上、下翼面划出加强部位。用砂纸打磨上、下表面加强部位，使其粗糙。用特氟龙胶带限定上、下表面加强部位。 

a.无纬带的铺放 

在上、下表面粘贴准备好的1113.06胶膜。在上表面去掉胶膜保护层展平，除去气泡。在上表面上铺放无纬带，从基准Zx₁开始铺放无纬带，至基准Zx₂，然后延展向逐层减少15mm。铺放下表面无纬带，先去掉胶膜的保护膜。从基准Zx₁开始铺放无纬带，至基准Zx₂，然后逐层减少15mm。 

b.玻璃布的铺放 

将下好的预浸玻璃布，按图纸铺层顺序和位置要求进行加强布的铺放。 

3.糊制真空袋、固化、启模 

4.铣平面 

按图纸要求的加强后平台厚度将加强区域进行数控加工平面，使之达到高度要求。此过程极易造成原本用于加强的玻璃布和无纬带被数控加工铣掉，从而疲劳试验件的疲劳强度被大大削弱。甚至试验提前失效，无法得到正常的试验数据，导致此疲劳试验件的报废。 

5.钻孔、绞孔 

将疲劳试验件的夹板进行简单的装配固定后，将试验件组装到钻孔工装上进行钻孔的工序，同时，夹板上的孔配钻。 

6.夹板铣台阶孔 

为满足夹板图纸要求，需对夹板上定位孔进行铣台阶孔。 

7.装配夹板 

用砂纸打磨玻璃布胶接表面；用丙酮清洗所有待胶接表面；在夹板上贴胶膜，安装夹板、螺栓套和螺帽。拧紧各螺栓，保证尺寸要求和两板平行，打力矩拧紧螺母。 

8.糊制真空袋、固化、启模 

9.镗孔 

镗孔 中心距为78±0.05mm，光洁度1.6 

10.垫圈的胶接 

此种方法在铣平面时很容易把无纬带铣掉，从而导致桨叶疲劳试验件的刚性和强度大大削弱；在装配夹板时的对称度也很难保证，使得镗孔的垂直度也大受影响。另外，用此方法制备的桨叶疲劳试验件的平衡度也很难保证，每次都会有不同程度的偏差，无论偏差大或小，都会对疲劳试验件的最终实验性能有影响，甚至会导致整片桨叶的报废。 

发明的内容 

本发明的目的是提出一种试验成本低、操作简便的桨叶疲劳试验件成型工艺方法。本发明的技术解决方案是， 

(1)桨叶切断、掏空 

将成型后的模压桨叶去掉包铁，根据设计要求，以桨叶的0剖面位置为基准，分别在桨叶上划出桨叶切割基准线Zx₁、Zx₂，按基准线将模压桨叶切断并去掉毛刺，按照设计要求，挖空模压桨叶端部内腔的泡沫； 

(2)桨叶填充 

用短切纤维混合物将切断的模压桨叶端部内腔挖空部位填满，除去气泡，修平，并在切断的模压桨叶的端部用胶带固定泡沫块，等待固化； 

(3).固化 

糊制真空袋，进行固化：升温至100±5℃，并恒温6小时，启模； 

(4).桨叶钻孔 

按照图纸要求，在桨叶上确定孔位并钻孔； 

(5).外部铺层加强 

按产品图纸在桨叶的上、下表面划出加强部位，用砂纸打磨桨叶的上、下表面加强部位，使其粗糙；再用特氟龙胶带限定桨叶的上、下表面加强部位； 

a.无纬带的铺放