[发明专利]一种多蜂窝夹层结构件上蒙皮铺层的展开方法

说明书

技术领域

本发明属于树脂基复合材料构件制造领域，涉及一种多蜂窝夹层结构件上 蒙皮展开方法。

背景技术

干法成型的树脂基复合材料以其诸多优点，已被广泛地应用于航空航天主、 次承力结构上。其构件不同于一般单一材料的零件，一般主要由各牌号预浸料 按规定的顺序、方向，以及大小一层一层铺贴堆叠而成。构件中每一层预浸料 铺层位置、铺层方向及铺贴角度都必须满足要求。

采用复合材料的数字化设计制造软件(例如FIBERSIM、CATIA中CPD模块 等)对复合材料构件预浸料铺层进行铺敷性分析，通过合理剪口，可以准确将 各曲率型面的预浸料铺层展开为平面的子铺层(包含铺层外形和方向信息)，并 用数控下料机精确下料形成预浸料裁片，然后依靠激光投影设备将各预浸料裁 片进行逐一铺贴。

从实际分析展开过程中，发现对于多蜂窝夹层结构件的上蒙皮，由于其铺 贴面为不可分割的多曲面，当使用软件对该蒙皮进行铺敷性分析时，无论将铺 贴原点设置在铺贴面的任意位置，均会导致铺贴原点以外的区域铺敷性效果差， 展开后无法用于实际铺贴。于是，为了使铺层顺利进行，通常下料形成的预浸 料裁片会比使用软件分析展开的子铺层偏大，并且由铺层操作者自行进行剪口 和分块操作，这种方法将导致零件强度因剪口不当下降，铺层方式无法固化， 产品质量稳定性得不到保证，另一方面，浪费了材料，降低了生产效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于复合材料专用数字化设计制 造软件和激光投影技术下，有利于降低复合材料构件铺层设计制造难度，提升 材料利用率和产品质量稳定性的多蜂窝夹层结构件上蒙皮展开方法。

本发明的技术方案是：

本发明提供了一种多蜂窝夹层结构件上蒙皮铺层的展开方法，其特征为包 含以下步骤：

步骤一，在人机交互界面中作出多蜂窝夹层结构件上蒙皮的铺贴面；

步骤二，在人机交互界面沿着铺层方向将平行该方向的无蜂窝区域填平， 得出多蜂窝夹层结构件上蒙皮的模拟面；

步骤三，使用软件对复合材料构件模拟面进行铺敷性分析，分析后，将铺 层在模拟面上展开，形成上蒙皮铺层展开数据；

步骤四，使用软件在铺贴面上对铺层进行合理剪口并做出补丁裁片的轮廓 线，形成带有剪口位置数据及补丁平面展开数据；

步骤五，将上蒙皮铺层展开数据及补丁平面展开数据输入数控下料数据， 将剪口位置数据输入激光投影数据，即完成了多蜂窝夹层结构件上蒙皮的展开。

本发明的有益效果是：本发明多蜂窝夹层结构件上蒙皮展开方法通过结合复合 材料专用数字化设计制造软件铺层铺敷性分析原理，高效得出上蒙皮展开数据、 剪口数据及补丁裁片数据，并将该数据传递至预浸料裁片上，以及激光投影数 据中。有效将软件铺层铺敷性分析模式，传递至实际预浸料裁片铺贴过程中， 使材料利用率在原裁片基础上提升了约20％，蒙皮展开效率和精度明显提升， 降低了复合材料构件铺层设计制造难度，提高了产品质量稳定性。

附图说明

图1是典型复合材料多蜂窝夹层结构件上蒙皮铺贴面示意图

图2是典型复合材料多蜂窝夹层结构件上蒙皮模拟面示意图

图3是剪口示意图

图4是上蒙皮铺层展开数据及补丁展开数据示意图

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细说明。

参见附图，一种多蜂窝夹层结构件上蒙皮铺层的展开方法，其特征为包含 以下步骤：

步骤一，在人机交互界面中作出多蜂窝夹层结构件上蒙皮的铺贴面，见图1；

步骤二，在人机交互界面沿着铺层方向将平行该方向的无蜂窝区域填平， 得出多蜂窝夹层结构件上蒙皮的模拟面，见图2；

步骤三，使用软件对复合材料构件模拟面进行铺敷性分析，分析后，将铺 层在模拟面上展开，形成上蒙皮铺层展开数据，见图4；

步骤四，使用软件在铺贴面上对铺层进行合理剪口并做出补丁裁片的轮廓 线，形成带有剪口位置数据及补丁平面展开数据，见图3和图4；

步骤五，将上蒙皮铺层展开数据及补丁平面展开数据输入数控下料数据， 将剪口位置数据输入激光投影数据，即完成了多蜂窝夹层结构件上蒙皮的展开。