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文档简介
复合材料C型梁VARI工艺技术研究
2中航西安飞机工业集团股份有限公司，陕西省西安市，710089Summary：液体成型技术在复合材料制造中具备低成本、高效率、一体化等优势，本研究针对C形梁结构开展液体成型VARI工艺成型技术研究，零件成型质量良好，验证了工艺技术方案的可行性。Keys：复合材料；C形梁；液体成型1引言树脂基复合材料具有高比强度、高比模量、耐腐蚀、抗疲劳性能好、可设计性强、便于整体成型和综合性能优异等特点，在航空领域已成为主要机体结构材料。随着飞机结构中复合材料的用量不断提升，其制造成本如何降低的问题不断受到关注，已成为促进复合材料结构应用的关键。采用液体成型(LiquidCompositeMolding，LCM)工艺是将液态树脂注入铺放有纤维增强材料预成型体的闭合模腔中，经树脂流动充填、浸渍、固化和脱模，获得复合材料制品的成型工艺。液体成型工艺可省去二次胶接过程，实现无紧固件连接和整体成型，减轻结构重量，提高结构效率的同时降低了制造成本。C形梁结构外形尺寸1311mm×171mm×25mm，由底缘及腹板面组成，如下图所示，理论重量1.068kg，铺层角度（45/0/0/-45/0/45/90/45/0/0/-45/0/0/45），两端存在局部加强铺层，加强区域和非加强区域理论厚度分别为2.51mm、2.20mm。图1
C形梁零件结构示意图2方法2.1原材料C形梁选用材料为ET5284/CF3031干纤维定型织物、ET5284/U3160干纤维定型单向带、EW-100JC/170-2002玻璃纤维织物、及5284VARI树脂。2.2工艺流程2.3树脂流道及辅助材料设置树脂流道沿零件长度方向设置在C形梁余量区域，一侧为注胶流道，另一侧为出胶流道，在预成形体上方铺放辅助材料，辅助材料依次为可剥保护层、有孔隔离膜、导流网、真空袋、透气织物、真空袋。3质量分析纤维体积分数采用采用标准GB/T3855-2005《碳纤维增强塑料树脂含里试验方法》测定[1]，试样纤维体积分数平均56.25%（表1），与文献报道情况相符。表1
纤维体积分数测定试样123456平均试样的质量/mg503.1506.9516.6493.6507.2502.4/树脂溶解后纤维的质量/mg221.5219.2234.0206.4218.3215.9/纤维体积分数/%56.256.356.755.956.356.156.25零件加强区厚度2.54mm-2.68mm，偏差范围1.2%-7.2%，非加强区厚度2.15mm-2.34mm，偏差范围-2.3%-5.9%（图6）。零件实测重量1.15kg，偏差7.7%，孔隙率含量＜2%。符合设计指标要求。图2
C型梁厚度零件贴膜间隙测定时将零件放回成型模具上，C形梁贴膜间隙范围0.1mm-0.3mm，符合设计指标要求（≤1mm）
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