一种复合材料夹芯楔形尾缘铺层结构及成型方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115107298A(43)申请公布日2022.09.27(21)申请号202210750374.X(22)申请日2022.06.29(71)申请人中航西安飞机工业集团股份有限公司地址710089陕西省西安市西飞大道一号(72)发明人闫超刘琦李祎燊田亦瑶王宇宁武凯刘秋峰(74)专利代理机构中国航空专利中心11008专利代理师杜永保(51)Int.Cl.B29C70/36(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种复合材料夹芯楔形尾缘铺层结构及成型方法(57)摘要本发明公开了一种复合材料夹芯楔形尾缘铺层结构及制备方法，包含以下步骤：步骤一：将复合材料夹芯楔形尾缘划分为上蒙皮、下蒙皮、左右端肋、C形梁和楔形夹芯结构；步骤二：将下蒙皮、左右端肋和C形梁合并为楔形盒体；步骤三：将楔形盒体、下蒙皮和上蒙皮模型依照零件外形和尺寸展开为平面图形等步骤。本发明通过将夹芯楔形尾缘下蒙皮、端肋、C形梁各个次级件之间独立的复合材料铺层转换为整体铺层结构，提升了夹芯楔形尾缘组件的结构可靠性。本发明提供了液体成型VARI与二次胶接结合的制备方法。该制备方法解决了结构复杂的楔形盒体难以采用传统热压罐成型的问题，本方法可实现蜂窝夹芯结构零件的成型。CN115107298ACN115107298A权利要求书1/1页1.一种复合材料夹芯楔形尾缘结构，其特征在于，包括上蒙皮、楔形盒体、楔形夹芯结构，楔形盒体包括左右端肋、下蒙皮和C形梁；上蒙皮与下蒙皮一边相接，整体向后开口呈楔形；左右端肋和C形梁分别位于上蒙皮、下蒙皮两侧端和楔形开口端，与上蒙皮、下蒙皮共同形成封闭空腔；楔形夹芯结构填充于封闭空腔中。楔形盒体的增强材料铺层包含整体铺层料片和下蒙皮局部铺层，整体铺层料片覆盖整个楔形盒体结构，折叠后形成连在一起的C形梁、下蒙皮上层结构以及左右端肋，下蒙皮局部铺层设置在下蒙皮上层结构下方。2.根据权利要求1所述的一种复合材料夹芯楔形尾缘结构，其特征在于所述的楔形夹芯结构材料为塑料闭孔泡沫芯或芳纶纸蜂窝芯。3.根据权利要求1所述的一种复合材料夹芯楔形尾缘结构，其特征在于所述的楔形盒体采用液体成型VARI工艺整体制造。4.权利要求1所述的一种复合材料夹芯楔形尾缘结构的成型方法，其特征在于包含以下步骤：4‑1将复合材料夹芯楔形尾缘结构中的楔形盒体、下蒙皮和上蒙皮依照零件外形和尺寸展开为平面图形；4‑2以步骤1得到的平面图形为样板裁切得到复合材料铺层料片、上蒙皮局部铺层料片、下蒙皮局部铺层料片及楔形盒体整体铺层料片；4‑3将步骤2中的复合材料铺层料片按照上蒙皮和楔形盒体的外形结构铺贴、定型，形成上蒙皮预制体和楔形盒体预制体；4‑4将上蒙皮预制体和楔形盒体预制体分别固化、脱模得到上蒙皮、楔形盒体次级件；4‑5将上蒙皮、楔形盒体次级件和楔形夹芯结构组装，形成复合材料夹芯楔形尾缘。5.根据权利要求4所述的一种复合材料夹芯楔形尾缘成型方法，其特征在于所述的复合材料铺层料片为干态增强纤维或增强纤维预浸料。6.根据权利要求4所述的一种复合材料夹芯楔形尾缘成型方法，其特征在于所述的复合材料铺层料片、上蒙皮局部铺层料片、下蒙皮局部铺层料片上设置局部加强铺层，复合材料铺层料片中包含用于形成C形梁以及左右端肋位置局部加强层的铺层。7.根据权利要求6所述的一种复合材料夹芯楔形尾缘成型方法，其特征在于在所述的步骤4‑1中将局部加强铺层依照预设的外形和尺寸展开为平面图形，在所述的步骤4‑2中裁切形成局部加强铺层料片，在所述的步骤4‑3中按照预设的位置和外形进行局部加强层的铺贴。8.根据权利要求4所述的一种4复合材料夹芯楔形尾缘成型方法，其特征在于在所述的步骤4‑5中，将胶黏剂设置在楔形夹芯结构表面，对楔形夹芯结构和上蒙皮、楔形盒体进行胶接。2CN115107298A说明书1/4页一种复合材料夹芯楔形尾缘铺层结构及成型方法技术领域[0001]本发明专利涉及复合材料成型技术领域，特别涉及一种复合材料夹芯楔形尾缘铺层结构及成型方法。背景技术[0002]随着复合材料制造技术的不断发展，其在航空航天、民用领域的应用日益广泛。复合材料由增强材料和基体材料两种独立物理相构成，其中，增强材料作为承力组分，其排布方式对复合材料比模量、比强度起到了决定性作用。在应用环境中，复合材料制件内部载荷通过增强材料纤维实现有效传递，若增强材料纤维断裂，载荷传递路径被切断，导致局部应力集中，易产生微裂纹等缺陷，当裂纹进一步扩展，最终可能导致零件破坏，严重影响飞机的使用寿命和结构安全性。基于以上原因，复合材料设计和制造过程中应当依照载荷传递方式设置合理的增强材料铺层，确保载荷传递路径中的增强材料纤维完整性。[0003]在实际设计、制造过程中，对于部