七、非热压罐成型技术在航空航天大型复合材料结构件中的应用取得重大突破

固化工艺作为树脂基复合材料构件最终成形必要的工序之一,对树脂基复合材料最终性能和其制造成本起着至关重要的作用。近几年,为克服热压罐固化工艺在成型复合材料构件时存在的能耗高、成形时间长、固化过程难以控制等工艺问题,以及复合材料构件大小受热压罐容积限制,且热压罐设备成本很高等设备问题,国外积极研发成本低廉、周期时间短的非热压罐固化成型工艺及装备技术。2014年,非热压罐固化成型技术在航空航天大型复合材料构件中的应用取得重大突破：非热压罐成型的直径5.5m运载火箭复合材料液氢贮箱成功通过性能测试;非热压罐成型技术首次用于飞机机身、机翼等主承力构件的批生产;开发出新型的自动铺带+非热压罐固化复合的工艺装备。     

热塑性复合材料机器人铺放系统设计及工艺优化研究

针对热塑性复合材料的铺放功能及其实际需求,以机器人为载体,开展了热塑性复合材料铺放设备关键技术及工艺优化研究。根据机器人铺放头特点,提出了铺放头总体设计方案,设计了加热、剪断、重送、夹紧、张力调控等功能模块,开发出了电气控制、PID张力控制、温度控制等控制单元,实现热塑性复合材料机器人铺放设备的搭建。采用GF/PP热塑性预浸料,开展工艺对比试验及检测试验,并探究了显微结构对力学性能的影响,结果表明：铺放工艺制备的试样中层与层间有明显区分,且结晶度较低,是造成其力学性能不及真空袋辅助成型的主要原因。采用响应面法优化了铺放工艺参数并进行试验验证,优化后铺放工艺成型构件的缺陷较少,其力学性能与真空袋辅助成型制备的构件相当,从而验证了热塑性复合材料机器人铺放设备的可行性及有效性。     

复合材料发动机衬管热压罐成型工艺研究

为了提高固体火箭发动机衬管耐高温、耐冲刷的能力,解决发动机壳体烧蚀问题,对其复合材料衬管进行了热压罐成型工艺研究。优化其预浸料制备、缠绕预成型和热压罐固化成型等工艺过程及工艺参数,并对生产的衬管进行材料物理性能和力学性能检测,对装配发动机进行发动机使用性能的考核试验。试验结果表明,按热压罐成型工艺生产的复合材料衬管完全能够满足其材料性能要求和发动机的使用性能及质量要求,圆满解决了发动机耐烧蚀的关键技术问题。     

先进复合材料热压罐成型技术

近年来,随着复合材料在航空航天中的广泛应用,其加工制造理论和技术水平在逐步提高。其中,热压罐成型技术是复合材料结构成型中较为成熟的方法,在航空航天产品中广泛应用。但是,由于现代大型飞机中应用的复合材料整体构件轮廓复杂度越来越高,尺寸也越来越大,传统热压罐成型技术已经无法满足制造实际应用需求。因此,为提高制品的质量和工作效率,热压罐成型工艺的改进和优化依然是当前主要的途径。本文根据传统热压罐成型工艺流程和特点,从提高产品质量和效率的角度分析其工艺过程,针对下料环节、温度控制环节、压力控制环节以及模具设计等关键技术,给出现阶段的最新研究进展。     

复合材料固化变形的产生机理及其影响因素

热压罐成型是目前航空航天先进复合材料构件的主要成型工艺之一。复合材料构件在热压罐成型过程中产生的变形是影响其成型精度的主要原因。国内外研究者在大量实验和数值研究的现有的基础上,对复合材料固化变形的成因以及影响因素获得了更加深入的理解,并提出了多种预测方法,取得了一定应用成果,为合理实施固化变形补偿、提高复合材料加工精度、降低加工成本提供了重要的理论依据。本文在总结了国内外复合材料固化变形领域研究进展的基础上,概述了固化变形的主要影响因素。     

制备工艺对TiB_2-CB/PE复合材料PTC性能的影响

采用熔融共混法制备了TiB2-CB/PE复合材料,在130,160,180℃以及3,6,8 MPa的条件下热压成型后,分别进行退火处理(120,130℃)和硅烷交联处理,研究了热压工艺、退火温度和交联工艺对复合材料PTC性能的影响以及相关机理。结果表明:随着热压压力和温度升高,复合材料的PTC性能呈先上升再下降的趋势;在合适的热压温度和压力成型后空冷处理可以提升复合材料的结晶度,且结晶度越高,PTC性能越好;在压力为6 MPa、温度为160℃下热压并于空气中冷却制得复合材料的结晶度为48.4%,室温电阻率为4.47Ω·m,PTC强度高达5.1;退火处理后,复合材料的峰值电阻率和PTC转变温度都有所提高;硅烷交联处理使复合材料的热循环稳定性得到显著提高,NTC效应也基本得以消除;复合材料PTC效应的产生与聚乙烯基体结晶区的熔融与再结晶密切相关。     

热压罐成型框架式模具温度场分析

模具成型型面的温度均匀性对复合材料制件的成型精度具有重要影响。某大尺寸高平面度复合材料蜂窝夹层板构件利用热压罐工艺成型,模具为大型框架结构模具。文中采用有限元数值模拟方法,利用Simcenter12.0 软件对该大型框架结构模具热压罐成型工艺过程的温度场特性进行了模拟分析,模拟值与试验值误差小于10%,证明了模拟方法的准确性。模拟结果表明：成型固化工艺参数设置合理,模具型面温度均匀性较好,金属边框对模具的整体温度场影响较大;模具在热压罐内的位置在所设定的2.1 m 范围内沿长度方向移动对模具温度场的影响可以忽略。     

碳纤维复合材料波纹板构件成型工艺研究

碳纤维复合材料产品具有轻质、高强度、高刚度等特点,电子工业广泛采用碳纤维复合材料制造结构件及结构功能件。文中利用3236/T300高性能碳纤维预浸料制造波纹板构件,对碳纤维波纹板构件的热压罐成型方法和模压整体成型方法分别进行了研究,详细论述了热压罐成型方法和模压整体成型方法的工艺试验过程。结果表明,利用模压整体成型法制造的波纹板构件在外观表面质量和精度上满足设计要求,解决了热压罐法中支撑垫块和波纹板装配的瓶颈问题,同时详细论述了模压成型法制造的全过程及工艺控制参数。     

钢筋连接套温挤压成型机机械手的设计与实现

为了降低操作人员劳动强度,提高企业的自动化水平,开发了一种智能钢筋连接套温挤压成型机械手。重点阐述其工作原理和总体机械结构设计,机械手主要应用于钢筋连接套温挤压成型3个工位间的工件移位,机械手采用V形槽形式,气动系统驱动。同时,采用以PLC为核心的控制系统,协调各执行机构的动作。该结构成本低、加工速度快,能够满足企业的使用要求。     

十四、XSC06喷油器体上料装置

上海柴油机厂135系列柴油机的喷油器外壳加工自动线,全线由五台机床组成,完成铣两端面打中心孔,粗、精车外圆,铣螺纹等工序,自动线除组合机床外,还包括自动上下料,输送机械手等部件,每台机床备有一只机械手作为工位间输送,用机械手的动作靠电气,液压、机械相互连系,并有严密的互锁关系,其结构与传动等动作大     

Natural frequencies of vibration of a class of solids composed of layers of isotropic materials

In a recent paper, the Ritz method with simple algebraic polynomials as trial functions was used to obtain an eigenvalue equation for the free vibration of a class of homogeneous solids with cavities. The method presented is here extended to the study of a class of non-homogeneous solids, in which each solid is composed of a number of isotropic layers with different material properties. The Cartesian coordinate system is used to describe the geometry of the solid which is modelled by means of a segment bounded by the yz, zx and xy orthogonal coordinate planes and by two curved surfaces which are defined by fairly general polynomial expressions in the coordinates x, y and z. The surface representing the interface between two material layers in the solid is also described by a polynomial expression in the coordinates x, y and z. In order to demonstrate the accuracy of the approach, natural frequencies are given for both a two- and three-layered spherical shell and for a homogeneous hollow cylinder, as computed using the present approach, and are compared with those obtained using an exact solution. Results are then given for a number of two- and three-layered cylinders and, to demonstrate the versatility of the approach, natural frequencies are given for a five-layered cantilevered beam with a central circular hole as well as for a number of composite solids of more general shape.     

叶切面最大厚度数值计算与应用

以叶切面最大厚度的数值计算方法为基础,探讨叶切面最大厚度计算的计算机实现,介绍叶切面厚度数值计算法的应用实例.     

膨胀套导向机构的设计

通过分析膨胀套在实际使用产生滑移受阻现象、卡死现象原因的实质,并在分析产生问题原因的基础上提出了改进措施即：增加导向机构。     

双丝杠驱动机构同步分析

介绍了双丝杠驱动机构工作原理,论述了双丝杠运动产生不同步的原因以及如何判定与解决同步问题。     

磨粉机快辊轴承座加工工艺设计

设计了磨粉机快辊轴承座的加工工艺和具体的工装夹具.利用卧式加工中心加工磨粉机快辊轴承座,辅以能够高效快速夹紧的夹具,既可以保证加工精度,又能够提高加工效率.     

一种涡旋压缩机径向随变机构的设计

详细介绍了运用随变原理设计的一种新型径向密封机构的结构特点,工作原理及主要参数的确定方法,该机构可补偿由于涡旋体加工精度不高而造成的功率损失,适用于涡旋压缩机的批量生产。     

两种仪表功能合理性评述

本文以某些积算和双笔记录仪产品为例说明由于仪表功能设计的不合理或选型不当，影响了仪表的正常使用，制造厂和用户应关注这类问题。     

我校工业设计教育改革初探

针对目前市场对工业设计人才的需求,本文论述了我校在工业设计教育方面的改革措施,着重介绍了我校工业设计教育在软件和硬件方面所进行的一系列的改革。     

Specific features of operation of electrostatic microgenerators of energy

Specific features of operation of one- and two-capacitor microelectromechanical converters (MEMC) of energy of mechanical microscopic vibrations into electric energy with a modulated electrode-gap magnitude and with allowance for the mutual influence of electrical and elastic forces are analyzed, and the characteristics of these two devices are compared. The main factors restricting the increase in MEMC power are demonstrated to be the effects of “collapsing” and the condition of conservation of positive rigidity of the system. Expressions for estimating the limiting MEMC parameters are derived. The possibility of electrical energy generation in the presence of “real“ sources of wide-spectrum microscopic vibrations is considered.     

某型号飞机起落架支柱减振筒内壁腐蚀原因分析

飞机起落架减振支柱在飞机起落和滑跑时,吸收撞击能量,对飞机安全起降的意义重大.减振筒是减振支柱中的重要部件,本文从工艺流程、理化分析、外场使用和腐蚀机理分析等方面,对减振支柱减振筒内壁的腐蚀原因及危害进行了综合分析,并提出了相应措施.