[发明专利]一种帽型加筋壁板RFI整体成型的树脂流动控制方法

说明书

本发明属于高性能树脂基复合材料低成本制造技术领域，涉及一种帽型加筋壁板RFI整体成型的树脂流动控制方法。传统RFI工艺中树脂在帽型加筋根部分流，树脂沿帽型加筋两侧层间向帽顶流动，容易在帽顶和帽底产生干斑导致零件报废。本发明考虑帽型加筋壁板的结构特点和RFI工艺树脂流动特性，将帽型加筋壁板分解为环形结构和板形结构两类结构单元，建立同时适用于环形结构和板形结构树脂流动控制的树脂流动模型，形成帽型加筋壁板RFI整体成型树脂流动模型，根据建立的树脂流动模型进行树脂铺放和气路设置在RFI工艺过程中引导树脂流动，实现树脂对帽型加筋壁板预成型体的完全浸润。

技术领域

本发明属于高性能树脂基复合材料低成本制造技术领域，涉及一种帽型加筋壁板RFI整体成型的树脂流动控制方法。

背景技术

随着复合材料材料用量的不断扩大，提高结构整体性降低复合材料制造成本成为复合材料发展的趋势，由于树脂膜渗透工艺Resin Film Infusion简称RFI可以结合缝合、编织等三维增强技术提高传统层合板结构层间强度和抗冲击损伤能力，并适合大尺寸壁板类构件整体成型的的优势，近年来得到越来越多的应用。实现RFI工艺树脂转移是制约成型成败的关键，RFI树脂转移过程是升温过程中树脂熔融在系统内部真空压力差作用下使树脂流动，浸润干态纤维预成型体，RFI工艺制件的质量很大程度上取决于树脂浸润预成型体的情况。

帽型复合材料加筋壁板由于具有较好的刚度而成为飞机结构上常用的一种复合材料加筋壁板形式，也成为近年来采用缝合/RFI工艺成型的一种很典型的壁板结构。由于帽型加筋壁板结构开敞性差，实现帽型加筋壁板RFI整体成型，除克服加压、脱模等预浸料/热压罐工艺遇到的成型难度之外，对于RFI液体成型来讲，还涉及树脂流动控制等诸多难题。

帽型加筋壁板的帽型加筋与蒙皮间围成的是环形结构，传统RFI工艺中树脂在帽型加筋根部分流，树脂沿帽型加筋两侧层间向帽顶流动，容易在帽顶和帽底产生干斑导致零件报废，如图1所示。如何控制帽型加筋壁板在RFI工艺过程中树脂流动，使树脂完全浸润干态纤维避免干斑是帽型加筋壁板RFI整体成型的一项关键技术。

发明内容

本发明的目的是，针对现有技术容易出现干斑的问题，提出一种帽型加筋壁板RFI整体成型的树脂流动控制方法，实现高质量帽型加筋壁板的RFI整体成型。

本发明考虑帽型加筋壁板的结构特点和RFI工艺树脂流动特性，将帽型加筋壁板分解为环形结构和板形结构两类结构单元，建立同时适用于环形结构和板形结构树脂流动控制的树脂流动模型，形成帽型加筋壁板RFI整体成型树脂流动模型，根据建立的树脂流动模型进行树脂铺放和气路设置在RFI工艺过程中引导树脂流动，实现树脂对帽型加筋壁板预成型体的完全浸润。

本发明提供一种帽型加筋壁板RFI整体成型的树脂流动控制方法，该方法包括以下步骤：

S1、将帽型加筋壁板分解为环形结构和板形结构两类结构单元；

S2、建立适用于环形结构和板形结构的树脂流动控制模型；

S3、根据树脂流动控制模型进行树脂膜铺放和气路设置；

S4、搭接形成气路并执行RFI工艺引导树脂流动，实现树脂对帽型加筋壁板预成型体的完全浸润。

进一步地，步骤S1中，由帽型加筋侧壁、帽顶、与帽型加筋型腔底部对应的蒙皮构成所述环形结构，由帽型加筋下翻边及其他区域的蒙皮构成板形结构。

进一步地，步骤S2中，对环形结构和板形结构分别建立第一种树脂流动控制模型，其中适于环形结构的树脂流动方向为由内向外，适于板形结构的树脂流动方向与环形结构在蒙皮侧的树脂流动方向一致。

进一步地，步骤S2中，对环形结构和板形结构分别建立第二种树脂流动控制模型，其中适于环形结构的树脂流动方向为由外向内，适于板形结构的树脂流动方向与环形结构在蒙皮侧的树脂流动方向一致。