复合材料构件成型模具的参数化设计

文摘实现复合材料构件成型工装的快速设计对缩短生产准备时间、提高构件质量具有重要意义。本文分析了复合材料构件成型模具的结构和建模特点及要求,提取了结构各部分的设计参数;基于CATIA和CAA平台开发了复合材料构件成型模具设计系统,并应用于飞机复合材料构件的成型模具设计中,验证了本文方法的可行性。

先进复合材料构件成型模具和工装技术

市场对先进复合材料产品质量、性能、成本、周期等要求的不断提高，促进了先进复合材料工艺技术及其模具和工装技术不断创新发展。

复合材料构件成型模具设计方法

树脂基纤维增强复合材料构件成型模具根据其材料可分为金属模和复合材料模,金属模利用数控加工方式制造,复合材料模利用过渡模铺帖成型,因其特殊的结构和工艺性,其设计过程和方法有别于普通的机械零件成型模具。本文分析了复合材料构件模具结构及现有设计存在的问题,采用数字化设计的方法和流程,解决了成型曲面的可加工性检测、成型曲面的整体偏置以及模具支架的参数化设计等关键技术,开发了相应的设计系统。

基于激光跟踪仪的复合材料构件成型模具检测

介绍基于激光跟踪仪的复合材料构件成型模具的检测方法,分析产生测量误差的主要原因,并提出相应的解决方法。

复合材料构件成型模具温度场均匀性改善研究

利用Fluent流体分析软件对框架式成型模具温度场进行了模拟仿真,分析了成型模具型板表面温度分布不均匀的原因,此外还提出了使用方差这一统计量来评价温度的均匀性。根据热阻与材料厚度成正比的特点,采用对成型模具的高温区域增厚、对低温区域减厚的方法,来改善型板和复合材料构件接触表面的温度均匀性。模拟仿真结果表明,采用阶梯型和梯形非等厚型板使得复合材料构件接触型板表面的温度分布更加均匀,对于改善复合材料构件最终的成型质量有重大影响。

飞机复合材料构件成型模具型板架参数化设计

针对复合材料构件成型模具的结构,分析其型板架的设计要求与建模特点,运用参数化设计方法,对结构各部分尺寸建立参数关联,设计了型板的智能排布和散热孔的对齐算法,基于CATIA二次开发平台,开发了复合材料构件成型模具型板架参数化设计模块,应用于飞机复合材料构件的成型模具设计中,可减少模具设计重复性工作,提高设计效率。

基于先进技术的复合材料构件成型模具及其工装技术研究

与一般的航空结构材料相比,在先进复合材料构件成型的过程中,必须要加热、加压、抽真空,材料成型以及构件成型需要在同一个时间完成。它的形位精度要想得到保证,这将离不开相应的工装以及模具。市场的变化和航空行业的发展促进了先进复合材料需要不断改善性能和质量,降低成本。因此,研究基于先进技术的复合材料构件成型模具及其工装技术有十分重要的意义,因为它有助于更加高效地使用先进复合材料。

复合材料热压罐成型模具结构参数对温度场的影响

固化过程中热压罐内温度场分布的均匀性对于复合材料的结构性能、强度等方面具有重要影响。本文以目前航天制造业中广泛使用的用于制作复杂大型结构件的框架式模具作为研究对象,在COMSOL中建立了热压罐框架式模具在固化过程中的非定常三维温度场,研究了模具的不同筋板厚度和通风孔尺寸的情况以及型面下方半圆形散热孔存在与否的情况对模具型面温度场均匀性的影响。对比支撑筋板厚度分别为10,8,6和4 mm模具的温度标准差曲线发现:减小支撑筋板厚度可增加型面温度场均匀性,但模具整体稳定性随着筋板厚度变薄而迅速降低,更易发生受压失稳现象;对比纵向通风孔尺寸为130 mm×220 mm、150 mm×220 mm、170 mm×220 mm和190 mm×220 mm模具的温度标准差曲线发现:适当加宽筋板通风孔尺寸可提高型面温度场的均匀性,但宽度170 mm与190 mm的曲线基本重合,影响已不明显;同样型面下方散热孔的存在可以提高型面温度场的均匀性。

复合材料框架式成型中的模具设计研究

大尺寸复合材料零件制造中,会应用到框架式模具,为避免模具影响复合材料制件,需要针对该框架式模具创建快速建模方法,并对模型实施有限元分析,依照分析结果调整、优化模型,同时在模具设计过程中对回弹与尺寸加以补偿,以得到行之有效的模具结构设计,使模具结构更符合复合材料零件成型的精度要求,提升成型模具的精准化和高效性。

复合材料零件固化成型框架式模具制造技术

复合材料热压罐成型框架式模具在航空、航天等领域得到大量应用,其制造方法和成本成为研究的热点。本文根据框架式模具的特点,利用多点成型技术,分析框架式模具典型结构和制造难点,提出了多点成型制造方法,给出了制造流程。该方法不仅提高了模具制造精度,缩短了制造周期,而且降低了制造成本,是一种值得推广的方法。

复合材料成型模具补偿及构件自适应调整方法研究

复合材料构件固化变形后进行模具补偿需要对构件有限元模型进行重新建模,效率低,工作量大且缺乏验证,针对复合材料成型模具型面补偿后需要调整对应的复合材料构件有限元模型的问题,提出了一种复合材料成型模具型面补偿及构件自适应调整的方法,采用虚拟材料模型实现了构件网格与补偿后模具网格相互贴合。使用典型件验证了方法的正确性,并依据T形加筋壁板构件实例讨论了在此方法下的试验结果。结果表明:(1)通过模具型面补偿,能够使T形加筋壁板和复杂筒形壁板构件固化变形量明显降低;(2)使用本文提出的方法进行T形加筋壁板固化试验,可得试验偏差测量值与数值模拟偏差值的最大相对误差为17.20%,满足工程验收标准;(3)使用本文复合材料固化成型模具型面补偿及构件有限元自适应调整方法能够避免模具补偿后构件有限元模型重构操作,提升模具补偿效率,提高结果准确性。

碳纤维复合材料电池箱成型模具制备工艺研究

人们对全球环境保护的关注度逐渐提高,从而导致新能源汽车市场迅猛发展。由于碳纤维复合材料拥有轻盈、高强度和耐腐蚀性的特质,因此在制造新能源汽车电池箱方面得到了广泛应用。但是,碳纤维复合材料制成的电池箱具有一定的制造技术,它要求有高精度的模具设计。因此,探索碳纤维复合材料电池箱的成型模具技术对现实世界的需求与意义尤为关键。深入分析碳纤维复合材料电池箱成型模具的制造工艺。通过对该模具的材料、设计和生产方式的详尽研究,旨在增加模具的精确性和延长其使用寿命,从而降低生产成本,并为碳纤维复合材料电池箱的大规模生产提供有力的技术支持。

先进复合材料用模具材料及结构形式现状与发展趋势

复合材料制件的制备一般在模具中进行,在材料固化的同时完成复合材料制件成型,因而模具直接影响复合材料制件的尺寸及表面精度。随着先进复合材料制件在航空航天等领域应用的显著增长,为满足对复合材料产品不断提高的性能和精度要求,多种模具材料及结构形式应运而生,为复合材料制件的高精密制造提供了丰富的加工方式。总结了用于复合材料制造的模具材料由使用传统材料到殷钢、轻质复合材料及新型材料的发展过程,针对不同成型工艺及复合材料制件结构类型,对复合材料成型模具的结构形式进行了论述,并探讨了复合材料成型模具的发展方向。

异形复合材料管状结构成型工艺研究

针对异形复合材料管状结构的成型,分析其结构特点与工艺难点,从工装方案设计、工艺方案设计、铺叠方案设计、主辅助材料选择与固化工艺等方面进行分析与改进。选择了二次胶接的成型工艺,先将蒙皮与法兰单独固化,然后将蒙皮与法兰使用糊状胶黏剂进行二次胶接,此工艺方案既能保证蒙皮与法兰的成型质量,又能保证蒙皮与法兰胶接的内部质量。最终制造出的产品外观符合要求,内部质量无超标缺陷,零件厚度及外形尺寸均满足设计要求。

大型复合材料筒体成型模具设计

为了制造合格的大型复合材料筒体,进行了筒体成型模具的设计。模具由芯模壳体、端轴、传动轴、尾座转接轴组成。本文重点讲述了芯模壳体的设计,芯模壳体采用铝板蒙皮加筋的结构。通过对芯模壳体几个对挠度有影响的参数优化,使其满足复合材料筒体设计要求。模具实际使用结果表明,该模具满足复合材料筒体的生产需求。

基于有限元方法的复合材料热压成型模具设计

热压罐工艺广泛用于热固性基体复合材料的制造过程中。在此过程中,热压罐内温度分布的不均匀性可能导致复合材料的非同步固化,从而降低复合材料零件的机械性能。为了提高固化性能,必须对热压罐模具进行优化设计。通过建立基于有限元分析法的数值模型来模拟热压罐内的温度分布,并对已知的实验数据进行验证。然后,将覆盖有复合材料和简化辅助材料的典型模具结构引入数值模型。此外,以复合材料零件固化度的最大标准偏差为目标,以提升情况下模具的变形为约束,提出了一种将数值模型与遗传算法相结合的方法来优化模具子结构的设计参数,以提高固化的同步性。结果复合材料零件固化度的最大标准偏差提高了17.21%,这表明采用所提出的方法实现了更好的固化同步。

飞机机身壁板复合材料成型模具的刚度优化设计分析

复合材料在飞机上的应用比较广泛,随着飞机制造技术的不断发展,对于复合材料结构的制造精度也开始提出了更高的要求,模具是复合材料成型的重要工具,其刚度对于飞机机身壁板复合材料成型具有一定价值与意义。本文通过对相关文献进行查阅,以固定在卧式铺丝机两端进行铺丝作业的机身壁板模具为研究对象,对其刚度进行优化设计,其具体思路为,对型面厚度、赋型筋板厚度、隔框数量这几个影响因素进行分析与优化,最终取得了一定成果,即在提升刚度的基础上保证了模具的轻量化。希望本文的研究内容能够为飞机机身结构优化设计提供一定理论支持。

浅析一种带有自动温度调控装置的复合材料冷坯成型模具

这种带有温度自动调控装置的玻璃纤维复合材料冷坯成型模具,通过法兰连接安装在冲挤设备上,可以解决在冲挤成型过程中,由于温度控制不当而造成产品机械性能指标不够等质量问题。模具上安装有自动调控装置,能实现对加工过程中温度的实时监测与调节,从而适用于玻璃纤维复合材料冷坯制品对温度的需求,进而提高产品的尺寸精度和质量要求。其模具制作简单,安全可靠,实用性较强,可缩短产品的加工制造周期,降低产品的生产成本,方便模具与设备设施之间的合理匹配。

飞机复合材料构件模具数字化设计与制造技术

复合材料构件成型模具的数字化设计制造技术是当今航空复合材料发展的重要方向，是提高复合材料构件成型质量、降低制造成本、缩短制造周期的有效途径，是提高我国现代化航空制造技术的一项重要内容。

复合材料构件模具材料选择模糊决策研究

为了实现复合材料构件模具材料的计算机辅助决策,在分析研究复合材料构件模具材料选择的知识和经验的基础上,运用加权多因素模糊模式识别技术,同时结合基于规则的推理(RBR)技术和权重动态调整技术,实现了具有一定自适应功能的复合材料构件模具材料选择模糊决策方法。实践表明,该决策方法能够很好地实现复合材料构件模具材料选用的快速智能化决策。