[发明专利]一种复合材料盒形肋及其制作方法

说明书

一、技术领域：

本发明涉及非金属材料的设计及制造技术领域，具体是一种复合材料盒形肋及其 制作方法。

二、背景技术：

新支线飞机子翼采用泡沫夹层复合材料结构，并设置多个肋提高结构强度。一般 情况下，飞机零件肋的截面采用“[”形或“I”形结构形式，但该机子翼的内肋在设 计时作为连接点使用，在该肋上要求承载较大的弯、剪、扭力，一般的“[”形或“I” 形结构形式的肋刚度、强度满足不了承载要求。为此设计了截面为形的盒形肋。 同时由于飞机采用超临界翼形，子翼翼面为双曲面结构，盒形肋的上下肋缘与中间腹 板夹角部分小于90°，模具成型难度大，部分闭角位置无法实现零件脱模，模具需要 设计成组合形式，但限于零件尺寸小，组合模具同样存在困难。

三、发明内容

为克服现有技术中存在的或者结构的刚度和强度满足不了承载要求，或者模具成 型难度大，部分闭角位置无法实现零件脱模的不足，本发明提出了一种复合材料盒形 肋及其制作方法。

本发明包括两块夹芯层和蒙皮，形状为封闭的盒形，并且在形成盒形肋的盒子中 部有用铺层形成的支撑筋。本发明的夹芯层采用泡沫材料制成，蒙皮是采用碳纤维制 成的铺层结构。盒形肋夹芯层的形状根据结构外形的要求确定。

本发明的具体制作过程是：

第一步，制作盒形肋的夹芯层。夹芯层为两块，选用轻质材料制作，其外形同零 件的外形。

第二步，盒形肋蒙皮下料。根据设计尺寸，对盒形肋蒙皮各层预浸料裁剪下料， 并做好每层的标记。

第三步，分别在盒形肋的两块泡沫夹芯层上完成各自预浸料的环包铺贴和压实。 铺贴中，每1～3层制软袋子冷抽压实；铺层的角度为0°或者±45°或者90°，并交 错铺设。

第四步，将铺贴好的两侧夹芯层组合在一起并采用常规方法抽真空压实固定；完 成最外三层的预浸料环包铺贴和压实。

第五步，将铺贴完的盒形肋移入闭合式组合模内进行预压实并固定，然后送入热 压罐固化成型。

本发明采用常规的热压罐固化成型方法，无需制造大量组合形式的成型芯模，通 过无余量加工和环包层贴的工艺方法减少零件生产流程，变多步固化为一次固化成型， 所成型的盒形肋结构具有较高的抗拉、抗弯、抗剪和抗扭力学性能，能够满足操纵接 头和连接接头处的承载要求，亦能满足较强力学载荷性能的要求。

四、附图说明铺层的

附图1是盒形肋的3D实体图；

附图2是盒形肋的结构示意图；

附图3是盒形肋的剖面图；

附图4是盒形肋夹芯层示意图；

附图5是盒形肋蒙皮的结构示意图；

附图6是复合材料盒形肋铺层示意图；

附图7是一侧盒子的铺贴示意图；

附图8是另一侧盒子的铺贴示意图；

附图9是两侧盒子组合后及最外层三层预浸料环包铺贴示意图；

附图10是制作工艺流程图。

其中：

1.蒙皮  2.夹芯层  3.铺层

五、具体实施方式

实施例一

本实施例是某型机的襟翼子翼的盒形肋。

本实施例包括两块夹芯层2和环包铺贴而成的蒙皮1，形状为封闭的盒形，并且 在形成盒形肋的盒子的中部有用铺层3形成的支撑筋。本实施例的夹芯层采用泡沫塑 料制成，蒙皮是用碳纤维预浸布制成的铺层结构。盒形肋夹芯层的形状同襟翼子翼的 盒形肋的外形。

本实施例的制作过程是：

第一步，制作盒形肋的夹芯层2。夹芯层2为两块，选用泡沫塑料制作，其外形 同零件的外形。

第二步，盒形肋蒙皮1下料。根据设计尺寸，对盒形肋蒙皮1各层预浸料裁剪下 料，并做好每层的标记。