CN110789145B - 一种用于复合材料蜂窝夹层结构二次胶接成型的校验结构 - Google Patents

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Abstract

本发明属于复合材料制造技术领域，具体涉及一种用于复合材料蜂窝夹层结构二次胶接成型的校验结构，包括支撑模具、复合材料骨架、蜂窝芯材、板‑板胶接区域校验膜、板‑芯胶接区域校验膜和真空袋，所述复合材料骨架与所述蜂窝芯材设置在所述支撑模具内，所述真空袋封装在所述支撑模具上形成真空区域，所述板‑板胶接区域与板‑芯胶接区域位于真空区域内，所述板‑板胶接区域位于所述复合材料骨架上方，所述板‑芯胶接区域位于所述蜂窝芯材上方，所述板‑板胶接区域校验膜位于板‑板胶接区域内，所述板‑芯胶接区域校验膜位于板‑芯胶接区域内，提升蜂窝夹层结构二次胶接过程中的校验精确度且多个面同时进行校验。

Description

一种用于复合材料蜂窝夹层结构二次胶接成型的校验结构
技术领域
本发明具体涉及复合材料制造技术领域，具体涉及一种用于复合材料蜂窝夹层结构二次胶接成型的校验结构。
背景技术
蜂窝夹层结构复合材料是目前所知的最节省材料、具有最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。蜂窝夹层结构通常是由比较薄的面板与比较厚的芯子胶接而成。一般面板采用强度和刚度比较高的材料，芯子采用密度比较小的材料。夹层结构具有重量轻、弯曲刚度及强度大、抗失稳能力强、耐疲劳、吸音、隔热等优点，因此在航空工业发达国家，蜂窝夹层结构复合材料己大量应用于飞机的主、次承力结构，如机翼、机身、尾翼和方向舵等部位。
蜂窝夹层结构的成型方法可以根据面板与蜂窝夹层结构的成型步骤分为二次胶接法和共固化法，针对形状复杂的结构还可以采取胶接共固化或分步固化法，二次胶接成型工艺是将已固化的复合材料零件通过胶膜、发泡胶等与蜂窝、泡沫芯材进行胶接。二次胶接成型工艺是目前全高度蜂窝结构较为常用的工艺，优点是先固化成型的零件质量好，工艺操作较为简单。在二次胶接成型过程中，一般对蜂窝夹层结构板-板胶接及板-芯胶接区域进行校验，以确定胶接面的胶膜补偿量。但是，对于结构复杂、配合面较多的蜂窝夹层结构，采用传统的一种校验膜进行校验很难同时对蜂窝夹层结构所有的配合面进行精确校验，校验结构不准确，会影响后续胶膜补偿精度，降低胶接质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于复合材料蜂窝夹层结构二次胶接成型的校验结构，以解决现有技术中存在的难以进行全面精确校验，从而降低胶接质量的问题。
为实现上述目的，本发明采用一下技术方案：
本发明提供的一种用于复合材料蜂窝夹层结构二次胶接成型的校验结构，包括支撑模具、复合材料骨架、蜂窝芯材、板-板胶接区域校验膜、板-芯胶接区域校验膜和真空袋，所述复合材料骨架与所述蜂窝芯材设置在所述支撑模具内，所述真空袋封装在所述支撑模具上以在所述支撑模具顶部形成真空区域，所述板-板胶接区域与板-芯胶接区域位于真空区域内，所述板-板胶接区域位于所述复合材料骨架上方，所述板-芯胶接区域位于所述蜂窝芯材上方，所述板-板胶接区域校验膜位于板-板胶接区域内，所述板-芯胶接区域校验膜位于板-芯胶接区域内。
优选地，还包括复合材料蒙皮和导气层，在真空区域中，所述复合材料蒙皮位于所述板-芯胶接区域校验膜与所述板-板校验膜上方。
优选地，所述板-芯胶接区域校验膜为具有压缩量的耐温高分子聚合膜。
优选地，所述板-板胶接区域校验膜采用未加固化剂的胶接补偿用胶膜。
优选地，所述板-板胶接区域校验膜厚度为H，所述板-板胶接区域校验膜厚度H要求：△L+h1≤H≤△L+h0，其中，所述板-芯胶接区域校验膜室温下初始厚度为h0，所述板-芯胶接区域校验膜在校验温度下压缩后的最小厚度为h1，所述蜂窝芯材在二次胶接及校验过程中由于温度变化造成的压缩量为△L。
优选的，还包括隔离材料，所述隔离材料包括第一隔离材料层与第二隔离材料层，所述复合材料骨架与所述板-板胶接区域校验膜之间具有所述第一隔离材料层，所述蜂窝芯材与板-芯胶接区域校验膜之间具有第二隔离材料层，所述第一隔离材料层与第二隔离材料层拼接成型。
本发明至少包括以下有效收益效果：骨架上方设置真空袋是为了模拟工作环境真空区域设置胶接校验区域，胶接区域具有两种膜，根据蜂窝芯材在胶接及校验过程中的压缩量差值及板-芯胶接区域校验膜的最大压缩量计算板-板胶接区域校验膜的准确厚度，从而解决了单一校验膜无法同时对板-板胶接区域及板-芯胶接区域多个配合面准确校验的问题，提升蜂窝夹层结构二次胶接过程中的校验精确度。
在校验过程中采用组合校验膜同时对复合材料蜂窝夹层结构的板-板区域及板-芯区域进行准确校验，板-芯胶接区域校验膜采用具有压缩量的耐温高分子聚合膜，板-板胶接区域校验膜采用未加入固化剂的板-板胶接用胶膜，实现对于复杂蜂窝夹层结构多个胶接配合面同时进行准确校验。
附图说明
图1为本发明用于复合材料蜂窝夹层结构二次胶接成型的校验结构典型封装示意图。
图中：1、复合材料骨架；2、蜂窝芯材；3、支撑模具；4、板-板胶接区域校验膜、5、板-芯胶接区域校验膜；6、隔离材料；7、复合材料蒙皮；8、导气材料；9、真空袋。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1，本发明提供一种用于复合材料蜂窝夹层结构二次胶接成型的校验结构，包括支撑模具3、复合材料骨架7、蜂窝芯材2、板-板胶接区域校验膜4、板-芯胶接区域校验膜5和真空袋9，所述复合材料骨架1与所述蜂窝芯材2设置在所述支撑模具3内，所述真空袋封装在所述支撑模具上以在所述支撑模具3顶部形成真空区域，所述板-板胶接区域与板-芯胶接区域位于真空区域内，所述板-板胶接区域位于所述复合材料骨架上方，所述板-芯胶接区域位于所述蜂窝芯材上方，所述板-板胶接区域校验膜4位于板-板胶接区域内，所述板-芯胶接区域校验膜5位于板-芯胶接区域内。
上述实施例中，骨架上方设置真空袋，真空区域设置胶接校验区域，胶接区域具有两种膜，根据蜂窝芯材在胶接及校验过程中的压缩量差值及板-芯胶接区域校验膜的最大压缩量计算板-板胶接区域校验膜的准确厚度，从而解决了单一校验膜无法同时对板-板胶接区域及板-芯胶接区域多个配合面准确校验的问题，提升蜂窝夹层结构二次胶接过程中的校验精确度。
具体地，还包括复合材料蒙皮7和导气层8，在真空区域中，所述复合材料蒙皮位于所述板-芯胶接区域校验膜与所述板-板胶接区域校验膜上方。
具体地，所述板-芯胶接区域校验膜为具有压缩量的耐温高分子聚合膜。
具体地，所述板-板胶接区域校验膜4采用未加固化剂的胶接补偿用胶膜，升温过程中可以完全模拟实际胶膜的流动和填充过程。
具体地，所述板-板胶接区域校验膜4厚度为H，所述板-板胶接区域校验膜4厚度H要求：△L+h1≤H≤△L+h0，其中，所述板-芯胶接区域校验膜5室温下初始厚度为h0，所述板-芯胶接区域校验膜5在校验温度下压缩后的最小厚度为h1，所述蜂窝芯材2在二次胶接及校验过程中由于温度变化造成的压缩量为△L。
具体地，所述真空袋9的作用是模拟工作环境。
具体地，还包括隔离材料层，所述隔离材料层包括第一隔离材料层与第二隔离材料层，所述复合材料骨架与所述板-板胶接区域校验膜之间具有所述第一隔离材料层，所述蜂窝芯材与板-芯胶接区域校验膜之间具有第二隔离材料层，所述第一隔离材料层与第二隔离材料层拼接成型。
综上所述，本申请提供一种，经过具体地实例试验，具有以下优点：
1、操作方便且提升蜂窝夹层结构二次胶接过程中的校验精确度。
2、能够实现对于复杂的蜂窝夹层结构进行多个胶接配合面同时校验。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种用于复合材料蜂窝夹层结构二次胶接成型的校验结构，其特征在于，包括支撑模具、复合材料骨架、蜂窝芯材、板-板胶接区域校验膜、板-芯胶接区域校验膜和真空袋，所述复合材料骨架与所述蜂窝芯材设置在所述支撑模具内，所述真空袋封装在所述支撑模具上以在所述支撑模具顶部形成真空区域，所述板-板胶接区域与板-芯胶接区域位于真空区域内，所述板-板胶接区域位于所述复合材料骨架上方，所述板-芯胶接区域位于所述蜂窝芯材上方，所述板-板胶接区域校验膜位于板-板胶接区域内，所述板-芯胶接区域校验膜位于板-芯胶接区域内；
还包括隔离材料层，所述隔离材料层包括第一隔离材料层与第二隔离材料层，所述复合材料骨架与所述板-板胶接区域校验膜之间具有所述第一隔离材料层，所述蜂窝芯材与板-芯胶接区域校验膜之间具有第二隔离材料层，所述第一隔离材料层与第二隔离材料层拼接成型；所述板-板胶接区域校验膜采用未加固化剂的胶接补偿用膜；
所述板-板胶接区域校验膜厚度为H，所述板-板胶接区域校验膜厚度H要求：△L+h1≤H≤△L+h0，其中，所述板-芯胶接区域校验膜室温下初始厚度为h0，所述板-芯胶接区域校验膜在校验温度下压缩后的最小厚度为h1，所述蜂窝芯材在二次胶接及校验过程中由于温度变化造成的压缩量为△L。
2.如权利要求1所述的一种用于复合材料蜂窝夹层结构二次胶接成型的校验结构，其特征在于：还包括复合材料蒙皮和导气层，在真空区域中，所述复合材料蒙皮位于所述板-芯胶接区域校验膜与所述板-板胶接区域校验膜上方。
3.如权利要求1所述的一种用于复合材料蜂窝夹层结构二次胶接成型的校验结构，其特征在于：所述板-芯胶接区域校验膜为具有压缩量的耐温高分子聚合膜。
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