機翼氣動彈性模型RTM工藝研究及模具設(shè)計.pdf

1、在飛機的設(shè)計階段，制造機翼氣動彈性模型以對設(shè)計進行驗證與修改對于增強設(shè)計可靠性具有重要意義。機翼模型主要由縱向梁、橫向肋以及蒙皮和接頭等構(gòu)件組成。傳統(tǒng)上使用手糊工藝來制作機翼蒙皮，工藝效率低并且揮發(fā)大量有害氣體，對工人健康和環(huán)境有很大危害。樹脂傳遞模塑成型工藝（簡稱RTM）是一種先進的復(fù)合材料液體閉模成型工藝，除克服了傳統(tǒng)工藝上述的缺點外，還具有制件尺寸精度高、表面質(zhì)量好、成本低等優(yōu)點，近年來漸漸被用于機翼模型制造。由于機翼結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性

2、，對成型模具、預(yù)成型體的設(shè)計制造以及成型過程的工藝參數(shù)進行研究對于獲得高質(zhì)量的模型制件具有重要的意義。
　　RTM工藝模具的設(shè)計質(zhì)量對制件的尺寸精度、表面質(zhì)量有重要影響?；诹鲃訑?shù)值模擬的模具設(shè)計可以顯著提高設(shè)計效率、降低模具制造成本且能提高制件的質(zhì)量。滲透率是流動數(shù)值模擬關(guān)鍵的輸入?yún)?shù)之一，獲得增強材料的滲透率值對提高充模流動仿真的可靠性有重要意義。本文闡述了增強材料滲透率的理論預(yù)測和實驗測定方法，進行了一維單向流動和二維徑向流

3、動下2、4、6、8層纖維鋪層的滲透率測定實驗，獲得了纖維網(wǎng)格布的表觀滲透率。實驗表明，兩種方式下表觀滲透率實驗值都隨著鋪層數(shù)的增加而減少，而徑向流動方式下測得的滲透率值要大于一維單向流動下測得的值。
　　模具的進膠/排氣孔位置設(shè)置是影響樹脂在纖維中流動模式的關(guān)鍵因素，本文對進膠、排氣孔的位置進行了優(yōu)化設(shè)計。利用數(shù)值計算軟件模擬樹脂在模腔中的流動，結(jié)合實踐，提出了一種評價進膠/排氣孔設(shè)置方案的工藝性能指數(shù)。通過對設(shè)定方案的仿真可知:

4、隨著澆口數(shù)量的增加，充模時間越來越短，熔接痕的長度越來越長;排氣孔個數(shù)與進膠口數(shù)量之間無明顯相關(guān)關(guān)系;當(dāng)預(yù)成形體含嵌入件，嵌入件相對預(yù)成形體尺寸不可忽略且距離注射口較遠(yuǎn)時，一般要在嵌入件附近設(shè)置出膠口;先恒壓注射后恒流注射比只采用恒壓或恒流方式注射更為合理。
　　根據(jù)樹脂充模流動仿真，得到工藝性能指數(shù)最好的方案，并以此方案設(shè)計了模具的進膠/排氣孔。此外，還設(shè)計了模具的整體結(jié)構(gòu)以及對模具的密封結(jié)構(gòu)進行了有效設(shè)計，為進行充模流動實驗，