一种适于RFI工艺的“J”型加筋壁板预成型体制备方法与流程

文档序号:20771845发布日期:2020-05-19 20:22阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种适于rfi工艺的“j”型加筋壁板预成型体制备方法,其特征在于,包括:

(a)按结构特征分解“j”型加筋壁板,按工艺分离面划分“j”型长桁铺层单元;

(b)“j”型长桁预成型模设计;

(c)“j”型长桁、蒙皮单元预成型;

(d)“j”型长桁、蒙皮单元与成型模具组装、预压定型并定位形成预定型“j”型加筋壁板预成型体;

(e)预定型“j”型加筋壁板预成型体缝合、切边制备成为“j”型加筋壁板预成型体。

2.如权利要求1所述的一种适于rfi工艺的“j”型加筋壁板预成型体制备方法,其特征在于,

步骤(a)中,“j”型加筋壁板单元,按结构特征分为“j”型长桁和蒙皮两部分;“j”型长桁铺层按工艺分离面分为“c”型铺层单元(5)、“z”型铺层单元(6)和“一”型铺层单元(7)及填料单元(8),“c”型铺层单元(5)、“z”型铺层单元(6)和填料单元(8)组合后称为“j”型单元。

3.如权利要求1所述的一种适于rfi工艺的“j”型加筋壁板预成型体制备方法,其特征在于,

步骤(b)中,设计“j”型长桁预成型模,“j”型长桁预成型模由长桁内形模(1)、底板模(2)、支撑模(3)及连接件(4)几部分组成。

4.如权利要求3所述的一种适于rfi工艺的“j”型加筋壁板预成型体制备方法,其特征在于,

长桁内形模(1)材料选用刚性材料,壁板上每根长桁均设计对应的长桁内形模(1);长桁内形模(1)外型面按对应长桁的内型面,长桁内形模(1)对应长桁上翻边的型面边缘按长桁上翻边外边缘加放不小于c1的余量,长桁内形模(1)对应长桁下翻边的型面边缘按长桁内侧下翻边外边缘加放不小于c2的余量,其中c1、c2分别为“c”型铺层单元上下翻边所加放的余量;长桁内形模(1)自下翻边型面边缘设计宽度不小于15mm凸台,凸台高度按长桁“c”型铺层单元(4)下翻边的厚度,精确到小数点后一位;与下翻边型面垂直截取平面作为与支撑模(3)的配合面;长桁内形模(1)的长度按对应长桁总长度两端各延长15mm以上。

5.如权利要求3所述的一种适于rfi工艺的“j”型加筋壁板预成型体制备方法,其特征在于,底板模(2)材料选用刚性材料,每件长桁内形模(1)均配有底板模(2);底板模(2)长度与对应的长桁内形模(1)一致,宽度按长桁下翻边总宽度加放不小于c2+c3的余量再加上凸台的宽度,其中c3为“z”型铺层单元下翻边所加放的余量;底板模(2)型面简化为平板,厚度取1.5mm~5.0mm,在长桁内形模(1)的凸台区域通过连接件(4)固定。

6.如权利要求3所述的一种适于rfi工艺的“j”型加筋壁板预成型体制备方法,其特征在于,

支撑模(3)选用刚性材料,采用框架式结构,模板型面设计为平板,厚度5mm~12mm,要求气密性;多根长桁内形模(1)均匀固定在支撑模(3)上,根部间距约30mm以上,模板边缘距离外侧长桁内形模(1)约30mm以上。

7.如权利要求1所述的一种适于rfi工艺的“j”型加筋壁板预成型体制备方法,其特征在于,

步骤(c)中,“j”型长桁单元预成型,具体步骤如下:

铺层单元尺寸确定:“j”型长桁的“c”型铺层单元(5)、“z”型铺层单元(6)和“一”型铺层单元(7)、填料单元(8)长度一致,按对应长桁总长度两端各延长15mm以上,“c”型铺层单元(5)、“z”型铺层单元(6)和“一”型铺层单元(7)宽度方向对应上下翻边的边缘分别加放余量,“c”型铺层单元(5)和“z”型铺层单元(6)的上翻边余量c1为10mm以上,“c”型铺层单元(5)下翻边余量c2、“z”型铺层单元(6)下翻边余量c3为15mm以上;则“c”型铺层单元(5)展开宽度bc、“z”型铺层单元(6)展开宽度bz、“一”型铺层单元(7)展开宽度b、填料单元(8)所需机织物展开单层宽度d分别按下面公式计算,计算数据取整:

bc=h+b1+b2+c1+c2……………………………………①

bz=h+b1+b3+c1+c3……………………………………②

b=b1+b2+c2+c3……………………………………③

d=ks/t……………………………………④

其中k为调整系数取1.0~1.2,s为填料区理论面积,t为机织物单层厚度,b1为上翻边理论宽度,b2为下翻边内侧理论宽度,b3为下翻边外侧理论宽度,h为长桁高度;

铺层单元区域划分:“j”型长桁的“c”型铺层单元(5)和“z”型铺层单元(6)均有上翻边区域、下翻边区域和腹板区域,“c”型铺层单元(5)的腹板(9)和上翻边(10)区域合称为m区域,下翻边(11)区域为n区域;“z”型铺层单元(6)的腹板(9)和上翻边(10)区域合称为m区域,下翻边(12)区域为n区域;“c”型铺层单元(5)和“z”型铺层单元(6)m区域的宽度m均为:

m=h+b1+c1……………………………………⑤

铺层单元铺叠:在平台上分别按“c”型铺层单元(5)、“z”型铺层单元(6)、“一”型铺层单元(7)的尺寸和要求的铺层顺序、铺层方向铺叠各铺层单元,其中“c”型铺层单元(5)、“z”型铺层单元(6)的m区域层间铺放树脂膜,铺叠完成后在各铺层单元上标识m区域和n区域的边界位置用于后续各铺层单元在“j”型长桁预成型模上组装时的定位基准;当铺层单元厚度超过1.2mm时分解成一个以上厚度不超过1.2mm的铺层组进行铺叠;填料单元(8)按计算的材料用量通过与之截面一致的模具进行预成型。

“j”型单元组合:长桁预成型模铺贴或涂抹隔离材料后进行“j”型单元单元的组合;将“c”型铺层单元(5)按定位标识铺放在长桁内形模(1)对应位置,使“c”型铺层单元(5)的腹板(9)、上翻边(10)和下翻边(11)的内表面三面与长桁内形模(1)型面贴合;然后将“z”型铺层单元(6)按定位标识铺放在长桁内形模(1)对应位置,使“z”型铺层单元(6)的腹板(9)和上翻边(10)的中界面分别与“c”型铺层单元(5)的腹板(9)、上翻边(10)的中界面贴合;组装底板模(2)用连接件(4)固定在长桁内形模(1)上;放置填料单元(8),有两种情况,如果长桁中间没有断口,填料单元(8);直接放置在填料区,如果长桁中间有断口,填料单元(8)采用隔离材料包裹后放置在填料区;然后将“z”型铺层单元(6)下翻边(12)的中界面与底板模(2)贴合;

“j”型单元预定型:各”j”型单元组合完成后铺放辅助材料,在支撑模(3)上封装,抽真空预压定型形成j”型单元。

8.如权利要求1所述的一种适于rfi工艺的“j”型加筋壁板预成型体制备方法,其特征在于,

步骤(c)中,蒙皮单元预成型,具体步骤如下:

蒙皮单元和区域划分:缝合/rfi整体成型的加筋壁板的蒙皮有两种情况:第一种情况是蒙皮全厚度参与缝合,第二种情况是蒙皮内侧部分厚度参与缝合,外侧部分铺层不参与缝合;第二种情况蒙皮分为两个铺层单元,外蒙皮单元(14)和蒙皮缝合单元(13),第一种情况时蒙皮仅1个蒙皮缝合单元(13);其中蒙皮缝合单元(13)分为2类区域,按每个按缝合区单边向外偏移约5~15mm为n区域,其余为m区域;

蒙皮单元尺寸确定:各蒙皮铺层单元外廓尺寸均按蒙皮理论外形边缘单边向外偏移15mm以上,外蒙皮单元(14)和蒙皮缝合单元(13)外廓尺寸一致;

蒙皮单元预成型:蒙皮外形模(15)铺贴或涂抹隔离材料后进行蒙皮铺层单元的铺叠;按对应铺层单元的尺寸和要求的铺层顺序、铺层方向在蒙皮外形模(15)上铺叠蒙皮缝合单元(13)、外蒙皮单元(14),蒙皮缝合单元(13)的m区域及外蒙皮单元(14)层间铺放树脂膜;蒙皮缝合单元(13)铺叠完成后封装抽真空或进热压罐预压;外蒙皮单元(14)铺叠完成后封装抽真空预压;如果除长桁区域之外蒙皮缝合单元(13)还存在其他缝合区域,蒙皮缝合单元(13)预压后在专用缝合设备上定位按要求的缝合参数在这些区域进行缝合。

9.如权利要求1所述的一种适于rfi工艺的“j”型加筋壁板预成型体制备方法,其特征在于,

步骤(d)中,预定型“j”型加筋壁板预成型体制备,具体操作方法如下:

将蒙皮缝合单元(13)在蒙皮外形模(15)上定位;如果长桁中间没有断口,先将“一”型铺层单元(7)铺放在蒙皮缝合单元(13)上对应的长桁位置,然后组装相应的“j”型单元;如果长桁中间有断口,组装断口位置的蒙皮内型模(16)后将“一”型铺层单元(7)铺放在蒙皮缝合单元(13)上对应的长桁位置,然后将填料单元(8)从预定型后的”j”型单元中取出,去除包裹填料单元(8)的隔离材料,按断口处蒙皮内型模(16)边缘剪除断口区的填料后组装相应的“j”型单元;

“j”型单元与蒙皮组合之后与长桁内侧成型模(17)、长桁外侧成型模(18)及定位装置(19)组装,铺放辅助材料封装,进热压罐加温、加压预压进一步对长桁按成型模型面及位置进行精确定型、定位形成预定型“j”型加筋壁板预成型体。

10.如权利要求1所述的一种适于rfi工艺的“j”型加筋壁板预成型体制备方法,其特征在于,

步骤(e)中,预定型“j”型加筋壁板预成型体缝合、切边,具体操作方法如下:

经过精确定型、定位后的预定型“j”型加筋壁板预成型体在专用缝合设备上定位,按要求在区域和参数进行缝合形成缝合加筋壁板预成型体。

蒙皮只有一个铺层单元的,将缝合后的加筋壁板预成型体在蒙皮外形模(15)上定位并固定,按长桁下翻边边缘切除多余材料。蒙皮有两个铺层单元的,将外蒙皮单元(14)预先在蒙皮外形模(15)上定位,然后将缝合后的加筋壁板预成型体定位并固定后按长桁下翻边边缘切除多余材料。


技术总结
本发明属于高性能树脂基复合材料低成本制造技术领域,提供一种适于RFI工艺的“J”型加筋壁板预成型体制备方法,包括:(a)按结构特征分解“J”型加筋壁板,按工艺分离面划分“J”型长桁铺层单元;(b)“J”型长桁预成型模设计;(c)“J”型长桁、蒙皮单元预成型;(d)“J”型长桁、蒙皮单元与成型模具组装、预压定型并定位形成预定型“J”型加筋壁板预成型体;(e)预定型“J”型加筋壁板预成型体缝合、切边制备成为“J”型加筋壁板预成型体。本发明通过在预成型制备过程中控制型面和长桁位置准确度,更好的保证加筋壁板的最终质量。

技术研发人员:高艳秋;赵龙;王海雷
受保护的技术使用者:中国航空制造技术研究院
技术研发日:2019.12.19
技术公布日:2020.05.19
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