口框補強設(shè)計考慮所承受的載荷和口蓋的安裝。參與受力區(qū)蒙皮壁板補強設(shè)計一般采用補片插層補強方法,補片與結(jié)構(gòu)一起鋪貼,共固化成形。
第四節(jié) 層合件工藝性設(shè)計考慮
層合件工藝性設(shè)計實際上是工藝可行性分析和質(zhì)量與成品率的保證措施。
一、層合件工藝性設(shè)計考慮要點
工藝對鋪層設(shè)計的建議已列入層合板和加筋板設(shè)計原則; "在設(shè)備和工藝條件許可情況下,應(yīng)盡可能采用整體化設(shè)計,以減少組裝工作
量; 層合件圓角半徑和脫模斜度應(yīng)符合工藝手冊規(guī)定(不再重述); 配合精度應(yīng)滿足裝配或組裝要求,并制定可行的補償措施; %為保證零構(gòu)件可檢性,設(shè)計時應(yīng)留有無損檢測的通道。
二、層合件尺寸公差
(")層合件尺寸公差選用原則
層合件尺寸公差主要是厚度公差。受原材料、鋪層、成形工藝、模具、構(gòu)件尺寸大小和復(fù)雜程度以操作人員的素質(zhì)和技術(shù)水平等多種因素影響,厚度公差分散性較大。為確保產(chǎn)品質(zhì)量和高的成品率,層合件設(shè)計時,就應(yīng)規(guī)定一個合理公差值。層合
件尺寸公差選用一般原則: 等代設(shè)計的層合件應(yīng)與原金屬件公差相同; "對于有裝配或配合關(guān)系的構(gòu)件,在不影響產(chǎn)品功能的前提下,公差選用以不會
造成裝配困難或需對構(gòu)件進行補充加工或返修為宜; 無裝配或無配合要求的構(gòu)件,在不降低產(chǎn)品性能的前提下,應(yīng)給盡可能大的公差。()厚度公差
層合件的厚度公差是較難控制的。因為層合板一旦固化后,厚度就無法改變,厚度超差也沒有挽救措施;而影響厚度的因素很多,如樹脂含量、固化過程的吸膠量、固化壓力、模具種類及精度等,一般,采用模壓工藝,其公差較小,采用真空加壓成形工藝如熱壓罐法,厚度公差偏大,因此,對厚度公差有嚴(yán)格要求的部位,圖樣上應(yīng)規(guī)定工藝方法,設(shè)計上應(yīng)有補償措施,以利于裝配。
不同的工藝方法,不同的模具,可得到不同的公差。
•%•
•
采用對合模壓制的構(gòu)件,零件厚度公差控制在 "厚度之內(nèi);
•
采用熱壓罐真空加壓成形工藝制造的零件。
對于厚度 +%%零件 &&公差為 ’厚度
對于厚度 ( %%零件 &&公差為 )* + *厚度
厚度公差控制設(shè)計上公差有嚴(yán)格要求而成形工藝難以保證其尺寸公差的構(gòu)件,擬在控制公差部位的外表面應(yīng)布置專供加工的玻璃布輔助鋪層,通過對輔助層的加工,達到精確控制厚度公差的目的。
(,)鋪層方向公差鋪層以圖樣規(guī)定的坐標(biāo)為基準(zhǔn),按圖樣要求的角度鋪設(shè)在模具上。單向帶鋪層鋪設(shè)方向公差為 ,-;織物鋪層鋪設(shè)方向公差為 .-。
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第七章 典型結(jié)構(gòu)件設(shè)計
第一節(jié) 蒙皮壁板設(shè)計要點
現(xiàn)代飛機蒙皮壁板一般為承力蒙皮,除承受氣動載荷外,還參與總體受力。承受
扭矩引起的剪應(yīng)力和彎矩引起的正應(yīng)力。蒙皮壁板設(shè)計要點: 按剛度要求和氣動彈性要求進行鋪層剪裁設(shè)計。為滿足蒙皮應(yīng)力沿展向和弦
向的變化和氣動彈性剪裁要求,蒙皮厚度沿翼展和翼弦是變厚度的; "鋪層設(shè)計應(yīng)滿足穩(wěn)定性設(shè)計要求和提高沖擊損傷容限; 變厚度設(shè)計應(yīng)有過渡區(qū)以減小應(yīng)力集中; 蒙皮實際使用厚度:最小厚度為 " %"&’’,否則難于操作;最大厚度原則上
沒有限制,實際上越厚工藝難度越大。一般每 % &’’預(yù)固化一次。多次固化以保證質(zhì)量,減少缺陷; %蒙皮的基本鋪層:對 "(,) *+(,,"(鋪層的蒙皮,按 ) *+(鋪層所占百分比大致可分為三種(供參考):
•軟蒙皮
-" . &" . -"鋪層比("(層占 -"/,) *+(層占 &"/,,"(層占 -"/),"(軸向剛度小,面內(nèi)剪切剛度大,為承剪蒙皮。軟蒙皮適用于多墻翼面結(jié)構(gòu),有利于承剪和載荷均化,抗沖擊損傷性能較好。
•一般蒙皮
*" . +" . -"鋪層比("(層占 *"/,) *+(層占 +"/,,"(層占 -"/),"(軸向剛度和面內(nèi)剪切剛度相當(dāng)。一般蒙皮用于梁式翼面結(jié)構(gòu)較多,有一定的承受 "(軸向載荷能力。
•硬蒙皮
" . 0" . -"鋪層比("(層占 "/,) *+(層占 0"/,,"(層占 -"/),"(軸向剛度大,面內(nèi)剪切剛度小,為承拉(壓)蒙皮。硬蒙皮,承受 "(軸向載荷能力高,多用于翼盒根部蒙皮和加筋條凸緣部位。
蒙皮壁板已經(jīng)應(yīng)用和正在開發(fā)研制的壁板形式主要有以下幾種類型:
變厚度蒙皮壁板
"加筋板蒙皮壁板
•*0-•
夾層結(jié)構(gòu)壁板
"格柵結(jié)構(gòu)壁板
整體翼面壁板采用預(yù)成形件液體成形工藝制造的大塊整體翼面壁板,是正在積極研制開發(fā)的翼面壁板形式。
第二節(jié) 夾層結(jié)構(gòu)設(shè)計
夾層結(jié)構(gòu)是具有高剛度 "重量比的高結(jié)構(gòu)效率結(jié)構(gòu),在飛機結(jié)構(gòu)上早已采用,以達到明顯減重。
復(fù)合材料層合板面板蜂窩夾層結(jié)構(gòu),考慮到材料的相容性,目前普遍采用 %&’蜂窩芯子,現(xiàn)已成功用于前緣蒙皮、活動面蒙皮壁板、全高度蜂窩夾層結(jié)構(gòu)操縱面、雷達罩、地板,也用于梁、肋的腹板。
復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原理與金屬夾層結(jié)構(gòu)是相同的。顯著的差異在于,復(fù)合材料層合板面板夾層結(jié)構(gòu)對低能量沖擊敏感。低能量沖擊引起層合板面板分層和面板與芯子脫膠。在濕熱環(huán)境條件下,會發(fā)生水浸,引起面板起泡等現(xiàn)象,使檢測和修理頻繁,全壽命成本提高,出現(xiàn)耐久性問題。
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