CN111716599A - 一种可拆卸的复合材料柔性蒙皮制造装置及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可拆卸的复合材料柔性蒙皮制造装置及使用方法，属于可变形机翼柔性蒙皮制造技术领域。一种可拆卸的复合材料柔性蒙皮制造装置，包括上面板、下面板、边缘芯块、中间芯块、滑块、固定板以及垫板；上面板、下面板、边缘芯块和中间芯块组装成用于成型的波纹芯子结构；上面板、下面板、滑块、固定板和垫板组装成用于波纹面板预拉伸子结构。本发明采用可拆卸的装置，便于调整成型波纹周期以及波纹形状，可应用于不同形状、不同尺寸的波纹芯子成型过程；本发明通过组装不同零件，实现成型波纹芯子与波纹面板预拉伸两种功能之间的转换；本发明可以根据要求对波纹面板进行不同长度的预拉伸，应用范围广，可操作性强。

Description

一种可拆卸的复合材料柔性蒙皮制造装置及使用方法
技术领域
本发明涉及一种可拆卸的复合材料柔性蒙皮制造装置，属于可变形机翼柔性蒙皮制造技术领域。
背景技术
随着时代的发展，飞行器对于高机动性、高飞行效率、复杂环境适应性以及降低油耗等综合需求不断提高，智能变形飞行器逐渐成为国内外学者和工程人员研究的重点。
智能变形飞行器的变形主要是指机翼的变形，因此可变形机翼技术也是智能变形飞行器的关键技术之一。为了适应飞行器外形的变化，同时承受和传递气动载荷，柔性蒙皮在大变形过程中不仅要满足变形与承载的要求，还要满足连续、光滑的要求。波纹结构是一种具有极端各向异性的周期性结构，沿波纹方向刚度低，具有大变形能力，而垂直于波纹方向承载性能好，是柔性蒙皮的理想结构。但波纹结构构型多样，尺寸多变，传统固定式的模具只能制造固定形状、尺寸的波纹结构，模具的利用率很低。此外，具有波纹构型的柔性蒙皮变形过程中会产生表皮褶皱现象，极大影响了蒙皮结构性能以及飞行器的气动特性。上述问题制约了可变形机翼的发展。
发明内容
本发明为了解决波纹结构柔性蒙皮制造变形过程中存在的问题，发明了一种可拆卸的复合材料柔性蒙皮制造装置，利用上下面板以及边缘芯块、中间芯块的组合对波纹结构进行成型，可通过调整芯块完成不同构型、不同尺寸的波纹芯子制造；还能利用上下面板、滑块以及固定块对波纹面板进行预拉伸，从而减小波纹板在变形过程中产生的褶皱。
本发明的技术方案：
一种可拆卸的复合材料柔性蒙皮制造装置，包括上面板1、下面板2、边缘芯块3、中间芯块4、滑块5、固定板6以及垫板7；上面板1、下面板2、边缘芯块3和中间芯块4组装成用于成型的波纹芯子结构；上面板1、下面板2、滑块5、固定板6和垫板7组装成用于波纹面板预拉伸子结构；
面板分为上面板1和下面板2，二者尺寸相同；面板上带有沉头螺栓孔以及凹槽，厚度30-40mm；上面板1与下面板2沿长度方向设有两条平行的矩形凹槽，深度与宽度均为5mm；靠近面板上凹槽的内侧，沿面板的长度方向设有两排平行沉头螺栓孔，两排沉头螺栓孔在两条凹槽之间均匀分布，上面板1与下面板2的沉头螺栓孔交错排布；在上面板1和下面板2长度方向上的两侧面设有销孔，销孔间隔均匀分布，用于固定滑块5；
芯块分为边缘芯块3和中间芯块4，二者与所制造的波纹结构芯子形状相同，且长度方向与上面板1、下面板2的宽度方向相同；在芯块的一侧面与面板相对应的位置设有螺纹孔，用于芯块在面板上的固定；
滑块5由一体结构的水平面板和肋板组成，整体成对称结构；肋板垂直于水平面板，分为长肋板和短肋板，短肋板位于内侧；短肋板与面板上的凹槽尺寸相同，呈间隙配合状态；长肋板的长度与面板的厚度相同、宽度与滑块5水平面板宽度相同；长肋板上设有销孔，尺寸与面板侧面的销孔尺寸相同；长肋板与短肋板之间的距离与面板中凹槽到侧边的距离相同；水平面板长度比面板宽度长40-50mm，宽度20-25mm；在水平面板上长肋板对应位置的外侧设有对称的两个螺纹孔，与固定板6、固定螺栓8配合使用固定弹性体面板，避免固定螺栓8与固定滑块5的销钉发生干涉；
所述垫板7根据弹性体拉伸后长度的不同，改用不同尺寸的垫板；垫板7厚度与滑块5水平面板厚度相同，宽度方向与上下面板的宽度方向相同。
一种可拆卸复合材料柔性蒙皮制造装置的使用方法，步骤如下：
1)按照需求将中间芯块4安装于上面板1，将边缘芯块3与中间芯块4安装于下面板2，均用沉头螺栓进行固定；
2)对组装好的模具涂抹脱模剂，将充分浸润树脂的玻璃纤维按照设计层数铺放在模具下面板2，铺放完毕后，上面板1和下面板2合模，固化成型；
3)待波纹芯子固化成型后，脱模，拆除边缘芯块3和中间芯块4；
4)待芯块拆除后，将滑块5每两个一组分别安装在上面板1和下面板2上，利用固定块6和固定螺栓8将弹性体面板进行固定于一端的滑块5，滑动另一端滑块5至理论计算位置，对弹性体面板进行预拉伸；完成上下弹性体面板预拉伸过程后，将垫板7置于面板下方，进行波纹芯子与面板的粘接。
本发明的有益效果：(1)本发明采用可拆卸的装置，便于调整成型波纹周期以及波纹形状，可应用于不同形状、不同尺寸的波纹芯子成型过程；(2)本发明通过组装不同零件，实现成型波纹芯子与波纹面板预拉伸两种功能之间的转换；(3)本发明可以根据要求对波纹面板进行不同长度的预拉伸，应用范围广，可操作性强。
附图说明
图1为芯子成型结构示意图
图2为波纹弹性体面板预拉伸结构示意图
图3为本发明上面板示意图
图4为本发明下面板示意图
图5为本发明上面板与中间芯块装配示意图
图6为本发明下面板与中间芯块，边缘芯块装配示意图
图7为本发明滑块示意图
图中，1-上面板，2-下面板，3-边缘芯块，4-中间芯块，5-滑块，6-固定块，7-垫块，8-固定螺栓。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明中一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和2所示，本发明所涉及的一种可拆卸的复合材料柔性蒙皮制造装置，是由上面板1、下面板2、边缘芯块3、中间芯块4、滑块5、固定板6、垫板7、固定螺栓8组成的。其具体实施方式如下。
1)将一定数量的中间芯块4安装在上面板1，将边缘芯块3与一定数量的中间芯块4安装在下面板，上述芯块均用沉头螺栓进行固定。其中中间芯块3的数量根据所制造波纹结构的周期确定，中间芯块3以及边缘芯块4的形状根据所需的波纹结构几何参数确定。
2)对安装完毕的上下面板与芯块涂抹脱模剂，每隔一小时涂抹一次，一共涂抹三次，便于波纹芯子成型后的脱膜处理。
3)将被树脂充分浸润的玻璃纤维按照一定的铺层厚度和角度铺放在下面板2上，铺放完毕后，上下面板进行合模，通过其他重物施加一定的压力，保证芯子厚度一致，常温固化24小时。
4)波纹芯子结构固化成型后，进行脱模处理，先去掉用于固定的沉头螺钉，利用锤子敲击边缘芯块3和中间芯块4侧面进行波纹芯子结构脱模。
5)将滑块5每两个一组分别安装于上面板1和下面板2的矩形凹槽中，一侧的滑块5用销钉固定，利用固定块6和螺栓8将弹性体面板固定在两侧的滑块5，移动未固定的滑块5到指定的位置，利用销钉进行位置固定，完成弹性体面板的预拉伸。上面板1和下面板2同时进行上述操作，完成两块弹性体面板的预拉伸。
6)完成预拉伸的弹性体面板与上面板1和下面板2之间存在距离，在进行波纹芯子与弹性体面板粘接之前，将垫板7分别置于两块弹性体面板下方，用于支撑面板。保持两块面板预拉伸状态，进行弹性体面板与波纹结构芯子的粘接工作，完成波纹夹芯结构柔性蒙皮的制造，其中粘接剂为环氧树脂胶。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (2)

1.一种可拆卸的复合材料柔性蒙皮制造装置，其特征在于，该可拆卸的复合材料柔性蒙皮制造装置包括上面板(1)、下面板(2)、边缘芯块(3)、中间芯块(4)、滑块(5)、固定板(6)以及垫板(7)；上面板(1)、下面板(2)、边缘芯块(3)和中间芯块(4)组装成用于成型的波纹芯子结构；上面板(1)、下面板(2)、滑块(5)、固定板(6)和垫板(7)组装成用于波纹面板预拉伸子结构；
面板分为上面板(1)和下面板(2)，二者尺寸相同；面板上带有沉头螺栓孔以及凹槽，厚度30-40mm；上面板(1)与下面板(2)沿长度方向设有两条平行的矩形凹槽，深度与宽度均为5mm；靠近面板上凹槽的内侧，沿面板的长度方向设有两排平行沉头螺栓孔，两排沉头螺栓孔在两条凹槽之间均匀分布，上面板(1)与下面板(2)的沉头螺栓孔交错排布；在上面板(1)和下面板(2)长度方向上的两侧面设有销孔，销孔间隔均匀分布，用于固定滑块(5)；
芯块分为边缘芯块(3)和中间芯块(4)，二者与所制造的波纹结构芯子形状相同，且长度方向与上面板(1)、下面板(2)的宽度方向相同；在芯块的一侧面与面板相对应的位置设有螺纹孔，用于芯块在面板上的固定；
滑块(5)由一体结构的水平面板和肋板组成，整体成对称结构；肋板垂直于水平面板，分为长肋板和短肋板，短肋板位于内侧；短肋板与面板上的凹槽尺寸相同，呈间隙配合状态；长肋板的长度与面板的厚度相同、宽度与滑块(5)水平面板宽度相同；长肋板上设有销孔，尺寸与面板侧面的销孔尺寸相同；长肋板与短肋板之间的距离与面板中凹槽到侧边的距离相同；水平面板长度比面板宽度长40-50mm，宽度20-25mm；在水平面板上长肋板对应位置的外侧设有对称的两个螺纹孔，与固定板(6)、固定螺栓8配合使用固定弹性体面板，避免固定螺栓8与固定滑块(5)的销钉发生干涉；
所述垫板(7)根据弹性体拉伸后长度的不同，改用不同尺寸的垫板；垫板(7)厚度与滑块(5)水平面板厚度相同，宽度方向与上下面板的宽度方向相同。
2.一种可拆卸复合材料柔性蒙皮制造装置的使用方法，其特征在于，步骤如下：
1)按照需求将中间芯块(4)安装于上面板(1)，将边缘芯块(3)与中间芯块(4)安装于下面板(2)，均用沉头螺栓进行固定；
2)对组装好的模具涂抹脱模剂，将充分浸润树脂的玻璃纤维按照设计层数铺放在模具下面板(2)，铺放完毕后，上面板(1)和下面板(2)合模，固化成型；
3)待波纹芯子固化成型后，脱模，拆除边缘芯块(3)和中间芯块(4)；
4)待芯块拆除后，将滑块(5)每两个一组分别安装在上面板(1)和下面板(2)上，利用固定块6和固定螺栓8将弹性体面板进行固定于一端的滑块(5)，滑动另一端滑块(5)至理论计算位置，对弹性体面板进行预拉伸；完成上下弹性体面板预拉伸过程后，将垫板(7)置于面板下方，进行波纹芯子与面板的粘接。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113334798A (zh) * 2021-04-29 2021-09-03 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种多孔复合材料制件用工装及其成型方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5038748B1 (zh) * 1970-09-03 1975-12-11
CN101665001A (zh) * 2009-09-17 2010-03-10 哈尔滨工业大学 全复合材料波纹夹芯板的制备工艺
CN101723084A (zh) * 2008-10-27 2010-06-09 通用电气航空系统有限公司 用于飞行器的波纹状外壳及其制造方法
CN102060101A (zh) * 2010-12-21 2011-05-18 南京航空航天大学 一种用于变体机翼的蒙皮
US20150044430A1 (en) * 2012-11-02 2015-02-12 The Boeing Company Wrinkle diffuser system for composites

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5038748B1 (zh) * 1970-09-03 1975-12-11
CN101723084A (zh) * 2008-10-27 2010-06-09 通用电气航空系统有限公司 用于飞行器的波纹状外壳及其制造方法
CN101665001A (zh) * 2009-09-17 2010-03-10 哈尔滨工业大学 全复合材料波纹夹芯板的制备工艺
CN102060101A (zh) * 2010-12-21 2011-05-18 南京航空航天大学 一种用于变体机翼的蒙皮
US20150044430A1 (en) * 2012-11-02 2015-02-12 The Boeing Company Wrinkle diffuser system for composites

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113334798A (zh) * 2021-04-29 2021-09-03 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种多孔复合材料制件用工装及其成型方法

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