CN112824100A - 一种自适应外形尺寸的复合材料垫片及其制备方法 - Google Patents

一种自适应外形尺寸的复合材料垫片及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112824100A
CN112824100A CN201911144804.8A CN201911144804A CN112824100A CN 112824100 A CN112824100 A CN 112824100A CN 201911144804 A CN201911144804 A CN 201911144804A CN 112824100 A CN112824100 A CN 112824100A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gasket
composite
reinforcing material
layers
gap
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911144804.8A
Other languages
English (en)
Inventor
冯绍红
刘彦汝
黄威
杨超
史经纶
谢辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chengdu Aircraft Industrial Group Co Ltd
Original Assignee
Chengdu Aircraft Industrial Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chengdu Aircraft Industrial Group Co Ltd filed Critical Chengdu Aircraft Industrial Group Co Ltd
Priority to CN201911144804.8A priority Critical patent/CN112824100A/zh
Publication of CN112824100A publication Critical patent/CN112824100A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/12—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by using adhesives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/26—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it also being fibrous or filamentary
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/10—Inorganic fibres
    • B32B2262/101—Glass fibres

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)
  • Gasket Seals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种自适应外形尺寸的复材垫片及其制备方法，该复材垫片中包括若干层增强材料，且每层增强材料与增强材料之间通过基体材料粘接固化成为一个整体。基体材料的DG系列常温固化胶粘剂：固化温度25℃~35℃、作为增强材料的无碱玻璃布系列。本发明通过测量实际间隙的基本尺寸，得出复材垫片中增强材料的层数及尺寸，再将增强材料与基体材料胶粘剂叠层固化成型，从而达到自适应间隙尺寸的目的。本发明的复材垫片成型后可直接使用，装配加垫操作更加简单，加垫精度更高；相比金属垫片，重量更轻，从而减轻装配部件重量，使装配部件各项使用性能得以提升。

Description

一种自适应外形尺寸的复合材料垫片及其制备方法
技术领域
本发明涉及飞机装配技术领域，具体涉及飞机复合材料部件装配专业的加垫补偿技术领域，是一种自适应外形尺寸的复合材料垫片及其制备方法。
背景技术
飞机上的各类舵面从性能、结构、外形等设计角度出发，一般均会设计为复合材料舵面部件或部分复合材料零组件与金属结构的复合材料装配部件。而复合材料部件及零组件普遍存在的一个问题即为外形变形，主要原因为复合材料部件及零组件成型过程均存在一个热循环过程，该过程会产生了一个热应力，从而导致外形变形。基于此，复合材料装配部件针对复合材料零组件的变形装配补偿成为了复合材料部件装配的关键技术，而装配加垫是装配变形补偿的主要方法之一。现装配现场常见的加垫形式包括金属的和非金属的，均在生产上存在着一次成型标准件，或者根据实际情况重新设计、加工的非标件，但是在选材上比较单一，设计复杂，使用效果难以确保。如金属垫片往往需要重新打磨加工，操作方法为根据零件装配关系及配合间隙最大值，选择等厚的金属垫片，但配合区域间隙尺寸往往是不均等的，这时候就需根据实际情况进行打磨，且打磨无法一次完成，需要打磨与比对重复进行多次，操作难度大，加垫精度也不高；另一种非金属垫片常见的形式为可剥离垫片，操作方法同样是根据零件装配关系及配合间隙最大值，然后对可剥离垫片进行剥离，剥离的同时根据间隙尺寸进行选择性局部剥离，以满足加垫精度要求，该方法虽然操作没有打磨金属垫片的难度大，但同样存在加垫精度不高的问题，无法从根本上解决问题。
如专利申请号为CN201220452701.5，申请日为2012.06.09，名称为“一种制造复材垫片的可剥离复材板”的实用新型专利，其具体内容如下：本实用新型公开了一种制造复材垫片的可剥离复材板，该复材板中包括若干层金属箔，且每层金属箔与金属箔之间通过胶黏剂粘接在一起。本实用新型复材板，通过将金属箔通过胶黏剂经过特定的工艺流程加工成一种层状的复材板，这种层状复材板的剥离强度在260-600N/M，完全可以达到在锉铣加工时，保证完好的要求形状；在使用时，根据实际厚度进行手工剥离，达到要求的厚度，最后根据需要对其形状进行改进，形成与零件装配关系相类似的加工形状。
上述专利虽然对装配加垫用垫片提出了改进，但是其加垫工作操作难度不易控制，需要根据装配关系进行锉铣，得到类似的加工形状，加垫补偿精度不高，仍然存在上述问题。
发明内容
为解决上述现有技术存在的不足之处，本发明提出一种能够自适应装配间隙尺寸的常温固化复合材料垫片及其制备方法。
为实现上述技术效果，本发明的技术方案如下：
一种自适应外形尺寸的复材垫片，包括增强材料和基体材料，所述每层增强材料与增强材料之间通过基体材料粘接在一起；所述基体材料为DG系列常温固化胶粘剂，固化温度25℃～35℃；所述增强材料为无碱玻璃布。
所述增强材料为EW100无碱玻璃布，单层厚度为(0.1±0.01)mm。
所述基体材料为为DG-3胶粘剂。
另一方面，本发明一种自适应外形尺寸的复材垫片的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：测量间隙的基本尺寸，包括：配合区域间隙平行区垫片的最大厚度H1，斜面区垫片的最大厚度H2，垫片的最大宽度X；测量增强材料单层厚度m，基体材料单层厚度n，
S2：依据上述数据，复材垫片的制备参数为：
Figure BDA0002281880270000021
Figure BDA0002281880270000022
其中：L为增强材料的总层数；L1为平行区增强材料的层数；L2为斜面区增强材料的层数；H为垫片的最大厚度，也即间隙的最大值；Xk为从平行区底端计数，第k层增强材料的宽度；
S3：根据生成的增强材料层数及尺寸信息进行叠层铺覆，并在增强材料层间刷涂基体材料，制成自适应间隙尺寸的复材垫片预制体，然后在常温状态下对该预制体进行固化，最终完成复材垫片的成型；
S4：对制作完成的复材垫片外形进行去毛刺及表面修整。
本发明与现有技术相比具有的有益效果：
1.本发明中的垫片为玻璃纤维增强的复合材料垫片，具有质量轻、耐腐蚀等优点；
2.本发明中的复材垫片外形尺寸是与装配配合间隙尺寸进行自适应的，通过本发明中的一套算法以及实时采集的装配现场间隙实测基本尺寸，生成本发明中的复材垫片预制体材料尺寸，进而叠层铺覆固化后形成规定外形并且能够直接使用的复材垫片，提高了装配加垫精度；
3.本发明中的复材垫片基体材料为常温固化胶粘剂，垫片预制体完成后能在常温下进行固化，在不影响装配周期的同时减少了设备等能源的消耗。
附图说明
图1是装配配合区域不规整间隙示意图一；
图2是装配配合区域不规整间隙示意图二；
图3是装配配合区域不规整间隙填充复材垫片尺寸图。
图中1.零件一，2.基体材料，3.增强材料，4.零件二。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明作进一步的说明：
本发明的一种自适应外形尺寸的复材垫片，包括增强材料3和基体材料2，所述每层增强材料3与增强材料3之间通过基体材料2粘接在一起；所述基体材料2为DG系列常温固化胶粘剂，固化温度25℃～35℃；所述增强材料3为无碱玻璃布。
常见于零件1装配位置倾斜偏移造成的不规整楔形间隙，如图1。
常见于零件1过度打磨造成的不规整楔形间隙，如图2。
见图3，针对诸如图1、图2的不规整间隙，采集基础数据：配合区域间隙平行区垫片的最大厚度H1，斜面区垫片的最大厚度H2，垫片的最大宽度X，增强材料3单层厚度m，基体材料2单层厚度n。然后根据以下计算方法，进行数学演算或MATLAB编程计算，得到：
H＝H1+H2……………………………………①
L＝L1+L2……………………………………②
Figure BDA0002281880270000031
Figure BDA0002281880270000032
Figure BDA0002281880270000041
Xk＝X，k∈(1,L1)……………………………⑥
Figure BDA0002281880270000042
其中：
L为增强材料的总层数
L1为平行区增强材料的层数
L2为斜面区增强材料的层数
H为垫片的最大厚度，也即间隙的最大值
H1为平行区垫片的最大厚度，也即平行区间隙的最大值
H2为斜面区垫片的最大厚度，也即斜面区间隙的最大值
m为增强材料单层厚度
n为基体材料单层厚度
Xk为从平行区底端计数，第k层增强材料的宽度
X为垫片的最大宽度。
复材垫片的全部尺寸确定后，剪裁相应的增强材料3进行叠层铺覆，并在增强材料3层间刷涂基体材料2。其中增强材料3为无碱玻璃布系列，首选该系列中的EW100无碱玻璃布，单层厚度为0.1±0.01mm，也可选择其他系列厚度的无碱玻璃布；基体材料2为DG系列常温固化胶粘剂，固化温度25℃至35℃，优先选用的胶粘剂为DG-3胶粘剂，也可选择其他系列胶粘剂。制成完成自适应间隙尺寸的复材垫片预制体后，在常温状态下对该预制体进行固化。最后对制作完成的复材垫片外形进行去毛刺及表面修整，使用该垫片在装配配合间隙区域进行填补，从而在装配过程中进行精确加垫补偿。该装配加垫的装配精度高、相比金属垫片重量更轻，从而减轻装配部件重量，使装配部件各项使用性能得以提升。
以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或是等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (4)

1.一种自适应外形尺寸的复材垫片，其特征在于：包括增强材料(3)和基体材料(2)，所述每层增强材料(3)与增强材料(3)之间通过基体材料(2)粘接在一起；所述基体材料(2)为DG系列常温固化胶粘剂，固化温度25℃～35℃；所述增强材料(3)为无碱玻璃布。
2.根据权利要求1所述的复材垫片，其特征在于：所述增强材料(3)为EW100无碱玻璃布，单层厚度为(0.1±0.01)mm。
3.根据权利要求1所述的复材垫片，其特征在于：所述基体材料(2)为为DG-3胶粘剂。
4.一种自适应外形尺寸的复材垫片的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：测量间隙的基本尺寸，包括：配合区域间隙平行区垫片的最大厚度H1，斜面区垫片的最大厚度H2，垫片的最大宽度X；测量增强材料单层厚度m，基体材料单层厚度n，
S2：依据上述数据，复材垫片的制备参数为：
H＝H1+H2；L＝L1+L2；
Figure FDA0002281880260000011
Xk＝X，k∈(1，L1)；
Figure FDA0002281880260000012
k∈(L1，L)
其中：L为增强材料的总层数；L1为平行区增强材料的层数；L2为斜面区增强材料的层数；H为垫片的最大厚度，也即间隙的最大值；Xk为从平行区底端计数，第k层增强材料的宽度；
S3：根据生成的增强材料层数及尺寸信息进行叠层铺覆，并在增强材料层间刷涂基体材料，制成自适应间隙尺寸的复材垫片预制体，然后在常温状态下对该预制体进行固化，最终完成复材垫片的成型；
S4：对制作完成的复材垫片外形进行去毛刺及表面修整。
CN201911144804.8A 2019-11-21 2019-11-21 一种自适应外形尺寸的复合材料垫片及其制备方法 Pending CN112824100A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911144804.8A CN112824100A (zh) 2019-11-21 2019-11-21 一种自适应外形尺寸的复合材料垫片及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911144804.8A CN112824100A (zh) 2019-11-21 2019-11-21 一种自适应外形尺寸的复合材料垫片及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112824100A true CN112824100A (zh) 2021-05-21

Family

ID=75907129

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911144804.8A Pending CN112824100A (zh) 2019-11-21 2019-11-21 一种自适应外形尺寸的复合材料垫片及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112824100A (zh)

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4263360A (en) * 1980-07-07 1981-04-21 The Crowell Corporation Coated paper-microfoam sheet packaging material
US4848137A (en) * 1988-03-23 1989-07-18 The Boeing Company Automated shim manufacturing system
US20010046323A1 (en) * 2000-03-09 2001-11-29 The Boeing Company Method, apparatus and computer program product for determining shim shape
CN101289017A (zh) * 2007-04-18 2008-10-22 上海磁浮交通工程技术研究中心 高速列车用复合材料结构及其制造方法
CN102537013A (zh) * 2012-02-18 2012-07-04 沈阳飞机工业（集团）有限公司 复合材料装配软垫及其制作方法
CN102706219A (zh) * 2012-06-06 2012-10-03 中国科学院化学研究所 微米及纳米材料增强的仿生层状复合材料及其制备方法
US20120316666A1 (en) * 2011-06-08 2012-12-13 The Boeing Company Digitally designed shims for joining parts of an assembly
CN202826579U (zh) * 2012-09-06 2013-03-27 西安雅西复合材料有限公司 一种制造复材垫片的可剥离复材板
US8813382B1 (en) * 2012-10-22 2014-08-26 The Boeing Company Shim measurement system and method of operating the same
CN104371488A (zh) * 2014-11-05 2015-02-25 赵培仲 紫外光固化复合材料快速粘接修理方法
US20150276376A1 (en) * 2013-06-06 2015-10-01 The Boeing Company Quasi-Virtual Locate/Drill/Shim Process
US20170138385A1 (en) * 2015-11-16 2017-05-18 The Boeing Company Systems and methods for shimming flexible bodies
CN107618196A (zh) * 2017-07-28 2018-01-23 上海卫星工程研究所 一种航天器结构装配中不规则间隙的补偿方法
CN107798157A (zh) * 2016-09-07 2018-03-13 波音公司 接头的预测性垫补
CN113443118A (zh) * 2021-09-01 2021-09-28 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种飞机部件、飞机部件工艺增刚的填充结构及安装方法

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4263360A (en) * 1980-07-07 1981-04-21 The Crowell Corporation Coated paper-microfoam sheet packaging material
US4848137A (en) * 1988-03-23 1989-07-18 The Boeing Company Automated shim manufacturing system
US20010046323A1 (en) * 2000-03-09 2001-11-29 The Boeing Company Method, apparatus and computer program product for determining shim shape
CN101289017A (zh) * 2007-04-18 2008-10-22 上海磁浮交通工程技术研究中心 高速列车用复合材料结构及其制造方法
US20120316666A1 (en) * 2011-06-08 2012-12-13 The Boeing Company Digitally designed shims for joining parts of an assembly
CN102537013A (zh) * 2012-02-18 2012-07-04 沈阳飞机工业（集团）有限公司 复合材料装配软垫及其制作方法
CN102706219A (zh) * 2012-06-06 2012-10-03 中国科学院化学研究所 微米及纳米材料增强的仿生层状复合材料及其制备方法
CN202826579U (zh) * 2012-09-06 2013-03-27 西安雅西复合材料有限公司 一种制造复材垫片的可剥离复材板
US8813382B1 (en) * 2012-10-22 2014-08-26 The Boeing Company Shim measurement system and method of operating the same
US20150276376A1 (en) * 2013-06-06 2015-10-01 The Boeing Company Quasi-Virtual Locate/Drill/Shim Process
CN104371488A (zh) * 2014-11-05 2015-02-25 赵培仲 紫外光固化复合材料快速粘接修理方法
US20170138385A1 (en) * 2015-11-16 2017-05-18 The Boeing Company Systems and methods for shimming flexible bodies
CN107798157A (zh) * 2016-09-07 2018-03-13 波音公司 接头的预测性垫补
CN107618196A (zh) * 2017-07-28 2018-01-23 上海卫星工程研究所 一种航天器结构装配中不规则间隙的补偿方法
CN113443118A (zh) * 2021-09-01 2021-09-28 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种飞机部件、飞机部件工艺增刚的填充结构及安装方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
秦龙刚等: "飞机装配先进定位技术", 《航空制造技术》 *
高红等: "飞机大部件结合交点精加工", 《航空制造技术》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108153981B (zh) 一种基于有限元分析的机身加筋壁板后屈曲分析方法
US11679577B2 (en) Timepiece component made of composite material
CN110815859B (zh) 一种复合材料叶片的设计制造方法及其复合材料叶片
US20110070092A1 (en) Hybrid component
US8956495B2 (en) Method of manufacturing “T” shaped stringers for an aircraft and curing tool used thereof
CN107052715A (zh) 一种大型机翼整体壁板数控加工方法
US2793718A (en) Honeycomb panel and method of making same
Bałon et al. Thin-walled integral constructions in aircraft industry
CN104290337A (zh) 一种精确定位软性工装实现加强筋腹板复材制件共胶结的方法
CN104015377B (zh) 大阻尼高刚度复合材料多层夹芯精密仪表板制作工艺
CA2659448C (en) Wing panel structure
US10913553B2 (en) Integrated ablative heat shield
CN112824100A (zh) 一种自适应外形尺寸的复合材料垫片及其制备方法
CN109570908A (zh) 一种基于超声波机床的蜂窝芯零件薄边型面加工方法
CN113695837B (zh) 龟壳仿生曲面分块网状双金属修复结构及其制备方法
US20170044681A1 (en) Method for manufacturing leading edge guard
CA2473350C (en) Lightweight structure especially for an aircraft and method for making such a structure
CN110287622B (zh) 一种加工表面广义微观应力集中现象的建模及分析方法
DE112019001233B4 (de) Vorderkanten-Abdeckelement, Vorderkanten-Abdeckelementeinheit, Verbundwerkstoff-Flügel, Verfahren zur Herstellung eines Vorderkanten-Abdeckelements und Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoff-Flügels
CN102489574B (zh) 一种板材渐进成形加工控制回弹的方法
CN107010243A (zh) 一种精准控制钉头凹凸量的安装方法
CN110978556B (zh) 一种复合材料翼面类夹芯结构及其成型方法
US11685503B2 (en) Stringer assemblies and methods of forming thereof
EP3016800A1 (en) Coloured carbon-fibre composite materials
US11241846B2 (en) Simulated figure panels

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210521