[发明专利]一种封闭式翼面结构分区加压成型方法

说明书

一种封闭式翼面结构分区加压成型方法，适用于飞行器翼面类带有较大展长尺度、具有双曲率外形且上、下、左、右封闭式剖面的复合材料结构成型方法和模具方案，翼面类结构方案包括上、下蒙皮蜂窝夹心壁板结构以及中间布置纵向的多根梁结构组成，成型方法包括采用上、下外形控制模具和内部梁之间夹层区壁板真空袋及采用螺纹管式力矩可调辅助撑杆加挡板等方式组合，实现复合材料所有面的加压控制。本发明可针对蜂窝夹心与层压板等不同部位加压所需固化压力不同的条件下，采用分区不等加压的方式，通过共固化，实现结构的整体化高精度成型。

技术领域

本发明涉及一种封闭式翼面结构分区加压成型方法，其主要用于具有较大尺度展长的飞行器翼面结构，包含蜂窝夹层的上、下蒙皮和中加的梁结构整体胶接固化成型。

背景技术

随着飞行器的快速发展，面向轻质高效、低成本与快速制造技术的复合材料成为飞行器结构设计的主要解决方案之一，对于飞行器结构减重效果和制造难度最大的翼面类结构是复合材料应用的主要方向，然而受限于机翼结构截面高度低，导致的操作空间不可达性，特别是绝大多数的树脂需要加压甚至加温的固化制度才能实现结构的可靠胶接，因此当前的制造技术难以实现机翼结构的整体成型。机翼通常采用半硬壳式结构方案，其结构方案一般采用上、下蒙皮与纵向长桁共固化，再将横向的肋与机翼壁板结构采用上、下两侧分别机械连接或一侧胶接一侧机械连接的结构方案，导致机翼仍不可避免的采用大量的紧固件连接特别是单面连接紧固件成本很高，由于复合材料静强度对开孔的敏感性很强，且对制孔工艺要求高，不仅降低了结构效率还造成成本和制造周期居高不下，因此对于一种能够实现具有典型封闭式空间的翼面结构整体全胶接固化成型的工艺需求及其迫切。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出了一种封闭式翼面结构分区加压成型方法，解决飞行器翼面类带有较大展长尺度、具有双曲率外形且上、下、左、右封闭式剖面的复合材料结构成型难题，采用分区不等加压的方式，通过共固化，实现结构的整体化高精度成型。

本发明的技术方案是：

一种封闭式翼面结构分区加压成型方法，翼面结构包括：上蒙皮壁板、下蒙皮壁板、梁、肋，包括步骤如下：

1)将翼面结构中的梁与肋分别单独进行预成型处理：梁和肋根据截面形状不同，设置相对应的阴、阳模具，进行预固化，使预成型处理后获得的梁和肋的硬度状态满足设计指标；

2)将步骤所述预成型处理后获得的梁与肋组装成骨架结构：梁和肋纵横交置成设计构型后通过四周与内部组合的定位挡块定位，然后，利用预浸料将梁与肋腹板进行连接，利用真空袋局部将腹板连接用的预浸料铺层包覆后进行加压预固化，实现梁与肋的连接；

3)进行下蒙皮壁板的预成型及与骨架共固化：在下蒙皮铺贴模具上进行铺层铺放，抽真空后压实；拆除真空袋等包覆物，将梁、肋组成的骨架结构放置到下蒙皮壁板上，重新用真空袋完全包覆骨架结构和下蒙皮壁板，利用四周挡板和内部定位挡块保证骨架结构和下蒙皮壁板之间的位置定位准确，开始完全固化，获得下蒙皮壁板与骨架结构共固化后的组合结构；

4)进行上蒙皮壁板固化成型，获得上蒙皮壁板；

5)进行组合结构和上蒙皮壁板的胶接：将组合结构放置于下蒙皮铺贴模具上，将上蒙皮壁板放置于骨架结构上，盖上带有硅橡胶凹槽的上盖板模具，实现连接区与非连接区的非等加压并加温固化，实现翼面结构的产品成型；其中，所述上盖板模具的硅橡胶凹槽位置与上蒙皮壁板上梁的安装点位置对应；所述硅橡胶凹槽内放置有硅橡胶。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

1)本发明对具有多框格封闭式翼面类结构成型流程和方法进行了改进设计，实现了半硬壳式多骨架布局的长翼展翼面类的全复合材料应用突破，提高了结构效率，实现了结构的轻质化。