[发明专利]复合材料零件工装热分布实验方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料制造技术领域，特别是涉及复合材料零件工装热分布实验方法。

背景技术

现在厂内的复合材料零件工装在生产零件之前做热分布的很少，有些工装即使做了热分布也仅仅是确定了领先和滞后热电偶的位置，而往往会忽略固化参数中升温速率的调整以及后续生产的相关要求。但某些生产要求工装热分布成功之后，零件批生产的生产模式就和热分布的方案一致，内容包括：工装数量、摆放位置、使用的设备、热电偶的数量及位置和固化曲线。

发明的内容

发明的目的

通过模拟零件固化的全过程，利用得到的数据进行分析，从而得出零件批生产时固化的全部参数，包括：工装数量及摆放位置、使用的固化设备、热电偶的数量及位置和固化曲线的参数。

发明的技术方案

复合材料零件工装热分布实验方法，本方法包括以下步骤：

步骤一，在工装热分布实验之前，要依据零件成型时所用予浸料及零件结构形式的不同，我们首先要将固化曲线进行分析，并制定相应的固化参数的标准。现在航空产品常用的予浸料的固化温度分为两种：125℃和180℃。对于参数的分析我们分为3个阶段：

65至(恒温温度—20℃)升温速率范围为0.5至3.5℃/min；

(恒温温度—20℃)至恒温温度升温速率范围为0.2至3.5℃/min；

降温的速率不高于5℃/min。

步骤二：在工装上铺放热电偶

铺放时热电偶要最大限度的覆盖整个工装，然后再用两层透气毡覆盖热电偶，将透气毡也用高温胶带固定在工装上；最后，按照零件生产糊制真空袋。如果热分布方案的热电偶位置在工装的背面,只需覆盖两层透气毡就可以，则不需要生产糊制真空袋，只要用高温胶带加固。

步骤三：将工装放置在热压罐内：

将工装材质、结构形式以及体积相差不大的工装放在在同一热压罐，工装在热压罐里摆放位置要最大限度的便于热压罐里气流的流动；当工装数量不能让热压罐满载时，要尽量的靠近热压罐罐口。

步骤四：将工装进行热分布的固化，同时利用热电偶采集固化过程热分布的数据：

步骤五：数据的采集及分析：

固化完毕，将热分布的数据从固化设备导出，导出的固化数据与热电偶位置号相对应，应用采集的数据我们可以换算出固化时的升温速率，对照步骤1的要求判定此次数据的升温速率是否合格；此外，还可以判定固化的恒温时间以及固化的温度是否符合要求。

发明的效果

通过此实验确定的工装热分布结果，用数据从多方面确定了零件固化的过程中的不确定因素，降低了复合材料零件的制造过程中的风险系数。

附图说明

图1为实施例热电偶铺放示意图。

图2为实施例加强腻子条安装示意图，其中1为热电偶，2为腻子条，3为加强腻子条。

具体实施方式

下面以某发动机风扇罩的工装为例，对本发明作进一步详细说明。

复合材料零件工装热分布实验方法，本方法包括以下步骤：

步骤一，在工装热分布实验之前，要依据零件成型时所用予浸料及零件结构形式的不同，我们首先要将固化曲线进行分析，并制定相应的固化参数的标准。

发动机风扇罩为蜂窝夹层结构，所用予浸料为高温予浸料，固化曲线恒温分为两个阶段：110-120℃恒温60分钟(基于滞后热电偶)，172-182℃恒温120分钟(基于滞后热电偶)；依据此曲线的特性，我们将参数设为以下5个阶段：

65℃至90℃升温速率范围为0.5至3.5℃/min；

90℃至110℃升温速率范围为0.2至3.5℃/min

120℃至152℃升温速率范围为0.5至3.5℃/min；

152℃至172℃升温速率范围为0.2至3.5℃/min

降温的速率不高于5℃/min。

步骤二：在工装上铺放热电偶

铺放时热电偶要最大限度的覆盖整个工装，曲率大的工装，工装的最高点、最低点均要有，这样，就能够比较详细的得出在升温过程中工装每一处的温度速率变化。具体实例见图1。

首先，用高温胶带将热电偶按照方案位置固定在规定位置；然后再用两层75*75(mm)的透气毡覆盖，将透气毡也用高温胶带固定在工装上；最后，按照零件生产糊制真空袋。对于内置热电偶真空袋的处理见图2，最后在底层腻子条区域上面再覆盖一层腻子条，这样就可以最大限度的减少由热电偶引起的真空泄露。