针对复合材料T型整体化结构固化成型的工艺过程,分析了结构经固化而导致翘曲变形的原因;建立了整体化结构翘曲变形预测的理论模型及分析方法;运用有限单元法计算了T型结构件的内部温度和同化度的分布,以及由于内部化学反应放热、同化引起的体积收缩和材料各个方向热膨胀系数的不一致而导致的结构翘曲变形量,同时考虑了树脂在固化过程中材料参数随着固化度的变化而变化;并研究了翘曲变形与T型结构件尺寸之间的关系。研究表明,选择合适的角材高度、宽度以及倒角半径可以有效地降低结构的翘曲变形。
整体化结构是最近几年人们才提出的一种设计理念。所谓整体化结构就是指结构在设计制造时尽量采用一次成型的技术取代由零部件经紧固件进行连接组合而形成的整体结构。整体化结构一般分共固化、胶结共固化、二次胶结三种方式。如图1所示,共固化就是指角材1、角材2以及蒙皮预浸料按一定的方式铺层后一起放入模具中,经升温固化后而得到的整体化结构件;胶结共固化就是指角材1和角材2先固化形成零部件后再将角材1、角材2零部件和蒙皮预浸料共同放入模具中经升温固化后而形成的整体结构件;二次胶结就是指角材1、角材2以及蒙皮均为已经固化好的零部件,然后在界面涂上一定的胶后,放入模具中,经升温固化后而形成的结构件。
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