[发明专利]边条细长复合材料翼面及其成型方法

说明书

本发明提供了一种边条细长复合材料翼面及其成型方法，边条细长复合材料翼面通过碳纤维UD布以截面中心进行阶梯状对称铺层，铺层后进行Z向缝合增韧，采用一种基于热压罐将树脂注入预制增强体并固化的热压罐/VARTM组合工艺成型。本发明针对边条细长复合材料翼面，采用整体铺层一体化成型，铺层Z向进行缝合增韧，采用热压罐/VARTM工艺成型，弥补传统铺层工艺所制备产品层间性能较弱的缺点，提高了层间性能，保持较高的纤维体积含量与产品成型质量，保证了复合材料翼面的综合性能。

技术领域

本发明涉及复合材料成型技术领域，具体地，涉及一种边条细长复合材料翼面及其成型方法。

背景技术

随着航空航天技术的发展，飞航导弹的发展趋势包括射程远，速度快、机动性能好等特性，这也决定了导弹必须走轻型化的道路。复合材料具有很高的比模量、比强度，导弹结构的复合材料化是飞航导弹轻型化的途径之一。弹翼作为导弹组成的一部分，其轻量化的实现对减轻飞行器的重量，增大射程和有效载荷，提高飞行器系统的机动性能起到积极的作用。

目前，对于尺寸较小的导弹尾翼有相关人员进行了较多的复合材料化研究，主要采用碳纤维环氧复合材料蒙皮/泡沫夹芯结构、碳纤维复合材料蒙皮/铝合金加强框架结构、碳纤维复合材料蒙皮/复合材料加强肋结构等。但对于本文中所提到的此类边条细长型弹翼结构，主要以铝合金材料为主，使用该材料制造边条细长翼面存在加工时容易变形、材料利用率低以及密度大等缺点。因此研发一种适用于此类边条细长型复合材料翼面的成型方法，则可弥补以上问题的出现，实现弹翼的轻量化。

专利文献CN110303693A(申请号：201910541016.6)公开了一种小型翼面复合材料夹芯件的模压成型方法，首先设计制造出发泡芯对合阴模上模与发泡芯对合阴模下模组成的发泡芯对合阴模、曲面蒙皮的整体铺贴阳模和总固化对合阴模，然后在在整体铺贴阳模上对预浸料蒙皮进行脱模，再将预浸料蒙皮和发泡夹芯制件进行组合装配成复合材料夹芯制件，铺贴过程中进行常温抽真空预压实；依次将复合材料夹芯件放入总固化对合阴模中，上热压机按照材料的工艺参数进行加温固化，以确保产品质量的一致性，待复合材料夹芯件固化成型为翼面复合材料夹芯件预成型体后，将翼面复合材料夹芯件预成型体从总固化对合阴模脱模取出，按照产品要求加工、修整即得小型翼面复合材料夹芯件。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种边条细长复合材料翼面及其成型方法。

根据本发明提供的一种边条细长复合材料翼面的成型方法，翼面通过碳纤维UD布铺层后进行Z向缝合增韧，采用一种基于热压罐将树脂注入预制增强体并固化的热压罐/VARTM组合工艺成型。

优选地，所述翼面采用整体铺层一体化成型，通过模具保证厚度和形面，不进行二次加工，保证翼面的气动性能。

优选地，所述翼面通过T700碳纤维UD布，以梯形截面中心进行阶梯状对称铺层，最外层整体包覆一层T300碳纤维织物。

优选地，在铺层厚度方向用纤维进行穿刺缝合，制备成预成型体。

优选地，将预成型体放入刚性模中，模具合模不完全闭模，留一定的合模孔隙，拧紧固定螺栓到预设的力矩，使密封圈不漏气并可以满足闭模时模具的移动，然后进行树脂真空灌注，进入热压罐打压至模具完全闭模后升温固化。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、层间性能提高

采用缝合技术对碳纤维铺层预制体进行Z向增韧，与传统的铺层工艺相比，提高了层间性能，弥补了典型碳纤维复合材料铺层成型层间性能弱的缺点，适于力学环境复杂的复合材料翼面产品。

2、纤维体积含量提高