半豆莢桿ADP工藝預(yù)處理技術(shù)研究.pdf

1、復(fù)合材料豆莢桿在大型空間可展開(kāi)結(jié)構(gòu)中有著廣泛的應(yīng)用前景，是近期航天領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。先進(jìn)拉擠（Advanced Pultrusion，簡(jiǎn)稱 ADP）技術(shù)是一種高自動(dòng)化、低成本的連續(xù)成型方法，非常適合超長(zhǎng)復(fù)合材料豆莢桿的制備。本文以復(fù)合材料半豆莢桿為研究對(duì)象，針對(duì)現(xiàn)有ADP技術(shù)制備的半豆莢桿制件存在的表面纖維畸變、步進(jìn)紋以及厚度不足等缺陷展開(kāi)了相應(yīng)的改進(jìn)研究，提出了預(yù)處理方法，確定了預(yù)處理工藝參數(shù)，并研究了預(yù)處理工藝對(duì)制件性能的影響，最

2、后采用預(yù)處理技術(shù)完成了半豆莢桿的試制，減輕了上述缺陷、獲得了質(zhì)量?jī)?yōu)良的制件。本文主要工作如下：
　?。?）應(yīng)用樹(shù)脂流動(dòng)模型，分析了各項(xiàng)因素對(duì)制件缺陷的影響，并提出了預(yù)處理方案，即在預(yù)浸料進(jìn)入熱壓模具之前對(duì)其進(jìn)行預(yù)熱處理，使預(yù)浸料中的樹(shù)脂發(fā)生凝膠，減少樹(shù)脂在壓力作用下的流動(dòng)，進(jìn)而消除上述缺陷。根據(jù)半豆莢桿制件對(duì)厚度的要求，通過(guò)計(jì)算提出了預(yù)處理工藝指標(biāo)，將所用超薄預(yù)浸料樹(shù)脂流失質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在2.3％。
　　（2）對(duì)所用樹(shù)脂體系進(jìn)

3、行了DSC測(cè)試和粘度測(cè)試，結(jié)合預(yù)處理工藝對(duì)加工效率的要求，初步確定了適合預(yù)處理工藝的溫度：100℃、105℃、110℃。在上述溫度條件下，利用烘箱預(yù)熱、熱壓裝置熱壓擠膠的方法，模擬了ADP工藝過(guò)程中的樹(shù)脂流動(dòng)，以試驗(yàn)前后預(yù)浸料樹(shù)脂質(zhì)量流失2.3%為目標(biāo)，確定了適合 ADP工藝的三組預(yù)處理參數(shù)：100℃下保溫48min、105℃下保溫42min、110℃下保溫23min。
　?。?）采用上述預(yù)處理工藝制備了與半豆莢桿鋪層相同的復(fù)合材

4、料層合板，對(duì)其樹(shù)脂含量、厚度、軸向拉伸性能、層間拉伸性能進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果表明，預(yù)處理工藝制得的試樣樹(shù)脂含量和厚度得到了有效的控制，試樣的軸向拉伸性能和層間拉伸性能都沒(méi)有發(fā)生明顯降低，表明預(yù)處理工藝滿足豆莢桿的實(shí)際使用要求。
　?。?）在實(shí)驗(yàn)室ADP裝備的基礎(chǔ)上，搭建了可連續(xù)成型的預(yù)處理裝置，在100℃保溫48min的預(yù)處理工藝參數(shù)下對(duì)半豆莢桿進(jìn)行了試制。制備的半豆莢桿制件表面纖維畸變得到消除、步進(jìn)紋缺陷明顯減輕，制件厚度也達(dá)到設(shè)計(jì)