[发明专利]一种变截面双锥度芳纶蜂窝夹层结构成型方法

说明书

本发明公开了一种变截面双锥度芳纶蜂窝夹层结构成型方法，适用于各种锥角开放式回转体复合材料结构成型，突破集蒙皮成型、蜂窝定型及夹层组装多功能一体化的模具结构集成设计、开放式变截面型面蒙皮复合材料的固化变形工艺控制、双侧下陷型面双锥度结构半固化芳纶蜂窝成型工艺方法及大尺寸双锥度碳面板/金属镶嵌件/芳纶蜂窝夹层结构共固化成型等多项工艺技术，实现了变截面双锥度芳纶蜂窝夹层结构的低成本高精度成型制造。

技术领域

本发明属于结构复合材料及工艺技术领域，尤其涉及一种变截面双锥度芳纶蜂窝夹层结构成型方法。

背景技术

碳纤维具有高强、质轻、耐疲劳等优异性能，以其为增强材料制备的高性能树脂基复合材料的高比强、高比模、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳阻尼、减震性好、破损安全性好、性能可设计等优势已被世人所共识。热固性树脂基复合材料在航空航天、武器装备、工程结构、建筑机械、日常用品等领域得到了大量的应用。热固性树脂基复合材料的制品精度及生产成本在很大程度上取决于制造工艺过程，而制品的变形控制是其中的关键因素之一。芳纶纸蜂窝是芳纶纸经涂胶、叠合和蜂窝叠块的压制固化、切割、拉伸、浸胶、固化等一系列复杂工艺而制作成特殊结构的蜂窝芯材，是高强度和高模量的芳纶增强的先进复合材料，具有轻质、高强、高模、吸振、阻燃、耐腐蚀、耐高温、低介电损耗等众多优点，已经广泛应用于航空航天领域和其他多个民用领域中。芳纶蜂窝夹层结构具有突出的高比强度、耐腐蚀、吸振、透电磁波等特性。蜂窝夹层结构复合材料由一个厚且密度低的蜂窝芯材与上下两个薄且刚度高的蒙皮(根据使用环境的不同，有时也可以称为面板)粘接而成。蜂窝芯材主要有Nomex蜂窝、铝蜂窝和纸蜂窝三种，蒙皮则通常采用复合材料层压板、金属板、胶合板和硬塑料板等。蜂窝夹层结构重量轻、强度高，具有较好比强度、比刚度以及抗弯刚度较佳等性能优点，已成功应用在在需要高强度与高刚度/重量比的民用及军用等领域。变截面三锥度芳纶蜂窝夹层结构作为常用结构形式，广泛应用于航空飞行器的发动机整流罩及壁板类制件、航天飞行器整流罩、水面舰艇上层建筑及高速列车主承载件等，可满足结构的高刚度和功能化使用要求，有效减轻了结构重量，增加有效载荷，提高结构效率。

芳纶蜂窝夹层结构成型工艺方案一般采用内、外蒙皮首先在热压罐内单独成型，然后采用高温固化系列胶膜对蒙皮、芳纶蜂窝夹芯、镶嵌件等进行组装粘接，在热压罐内固化成型。

现有变截面三锥度芳纶蜂窝夹层结构成型工艺方法所需成型模具数量较多，成本较高；复合材料制件固化后会产生收口变形，精度较差；针对大弧面弯曲角度及变截面型面蜂窝的成型及加工方法尚不成熟，定型及加工的稳定程度不佳；针对不同类型预埋件的定位精度难以保证。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种变截面双锥度芳纶蜂窝夹层结构成型方法，基于模具结构集成设计降低整体成型工装数量，通过工艺优化方案降低制件收口变形提高制品精度，建立适用于大弧面弯曲角度及变截面型面蜂窝的成型及加工方法，解决预埋件定位精度差的难题，真正实现变截面三锥度芳纶蜂窝夹层结构成型工艺技术。