[发明专利]一种用于“J”型蜂窝夹层结构的成型工装及成型方法

说明书

本发明涉及一种用于“J”型蜂窝夹层结构的成型工装及成型方法，包括主体支撑模、侧向支撑模以及组合式上压板，所述主体支撑模的上型面与“J”型复合材料蜂窝夹层结构“C”型铺层组下型面相匹配；所述侧向支撑模可拆卸安装于所述主体支撑模一侧，所述侧向支撑模的工作型面与“J”型复合材料蜂窝夹层结构“1”型铺层组外型面相匹配；所述组合式上压板包括硬压板和软压板，所述硬压板和所述软压板分别对应“J”型复合材料蜂窝夹层结构“Z”型铺层组上型面的板‑板区域和板‑芯区域，封装时采用不同刚度的侧向压板、硬压板、软压板分别对零件不同区域进行加压，易于热压罐成型过程中的压力传递，成型的零件内部质量好、尺寸精度高。

技术领域

本发明涉及复合材料制造技术领域，特别是涉及一种用于“J”型蜂窝夹层结构的成型工装及成型方法。

背景技术

复合材料由于其高比强度，高比刚度、可设计性强、抗疲劳断裂性能好、耐腐蚀、尺寸稳定性好以及便于大面积整体成形等优点，已成为当代最主要的航空结构材料之一。而蜂窝夹层结构更是具有非常大的强度重量比的一种结构性材料，与实心材料相比，蜂窝夹层结构复合材料使用的有效材料仅为被替代材料的1％～5％，它显然是一种用料省、耗能小的极具潜力的轻质材料。

在飞行器结构设计中，“J”型复合材料蜂窝夹层结构作为一种轻质、高刚度结构件，在飞机翼面、垂尾等部件中越来越被广泛采用。但如何在保证“J”型复合材料蜂窝夹层结构的成型尺寸精度及内部质量的同时简化铺叠组装操作降低制造成本，是一个难度较大的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种用于“J”型蜂窝夹层结构的成型工装及成型方法。

第一方面，本发明的实施例提出一种用于“J”型蜂窝夹层结构的成型工装，包括主体支撑模、侧向支撑模以及组合式上压板，所述主体支撑模的上型面与“J”型复合材料蜂窝夹层结构“C”型铺层组下型面相匹配；所述侧向支撑模可拆卸安装于所述主体支撑模一侧，所述侧向支撑模的工作型面与“J”型复合材料蜂窝夹层结构“1”型铺层组外型面相匹配；所述组合式上压板包括硬压板和软压板，所述硬压板和所述软压板分别对应“J”型复合材料蜂窝夹层结构“Z”型铺层组上型面的板-板区域和板-芯区域。

进一步地，还包括侧向压板，所述侧向压板可拆卸安装于所述主体支撑模一侧，所述侧向压板的工作型面与“J”型复合材料蜂窝夹层结构“1”型铺层组外型面相匹配。

进一步地，所述侧向压板采用与“J”型复合材料蜂窝夹层结构相同的预浸料固化成型材料。

进一步地，所述侧向压板的铺层为[+45/-45/0/90]ns，其中2≤n≤4。

进一步地，所述侧向压板的侧向压板长度为L，宽度为H，所述“J”型复合材料蜂窝夹层结构“1”型铺层组长度为L0，宽度为H0，其中40mm≤L-L0≤100mm，0mm≤H-H0≤50mm。

进一步地，所述主体支撑模上设置有部分容纳所述侧向压板的限位卡槽。

进一步地，所述主体支撑模上设置有定位凸台，所述侧向支撑模底部设置有与所述定位凸台相匹配的凹孔。

进一步地，所述硬压板采用玻璃纤维预浸料固化成型材料。

进一步地，所述软压板采用干玻璃布和/或未硫化橡胶的低刚度材料。

第二方面，提供了一种用于“J”型复合材料蜂窝夹层结构的成型方法，包括步骤：

(1)在铺叠平台上铺叠用于制作侧向压板的预浸料，并将预浸料封装后放入热压罐进行固化成型；

(2)在铺叠平台上铺叠“J”型复合材料蜂窝夹层结构“1”型铺层组，抽真空压实；

(3)在主体支撑模上铺叠“J”型复合材料蜂窝夹层结构“C”型铺层组；