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1、热固性预浸料的自动铺带工艺参数分析与优化减轻飞机结构重量是飞机设计制造的永恒话题。复合材料具有高比强度，良 好的耐高温、耐冲击性、耐蚀性、抗疲劳性和轻量化等优势，从20 世纪 60 年代 开始在飞机设计制造上得到越来越广泛的应用。自动铺带技术是大型复合材料翼面、壁板的成型方法，具有高生产效率、低 制造成本的特点。目前，国内自动铺带技术尚处于起步阶段，特别是对于自动铺 带工艺技术的相关研究甚少，对于铺放质量和预浸料的铺放适宜性等评价指标还 处于定性分析的阶段。本文针对热固性预浸料，对自动铺带的铺放质量、预浸料的粘性和铺覆性三 个方面展开定量研究，分析了自动铺带工艺参数对铺放质量、预浸料的粘性和铺
2、 覆性的影响，从而优化自动铺带的铺放过程。全文的主要内容如下：(1)提出了 一种新的自动铺带铺放质量的评价标准，对自动铺带铺放质量进行定量分析。在自主开发的自动铺带工艺参数实验平台上进行单因素实验，分析了三种工 艺参数热风温度、铺放压力和铺放速率对自动铺带铺放质量的影响；在此基 础上，采用 Box-Behnken 响应曲面法，建立了热风温度、铺放压力和铺放速率与 铺放质量之间的数学模型，分析了工艺参数的交互作用对铺放质量的影响，预测 了最佳铺放质量下的工艺参数以及可接受铺放质量下的最大铺放速率时的工艺 参数。(2)论述了预浸料粘性的物理意义，指出了预浸料粘性与其他领域中粘性 的不同之处。总结了
3、国内外预浸料粘性的测量及其表征方法，尤其是针对粘性的定量测量 方法进行了详细的介绍，并分析了各测量方法的优缺点，提出“剥离实验法”对 自动铺放过程中的粘性研究的优势。之后，提出了用“平均剥离力”定量表征预 浸料的粘性，并采用“剥离实验法”分析了主要铺放工艺参数（取出时间、铺放 压力、铺放速率、热风温度等）对预浸料粘性的影响。实验结果表明，在一定范围内，预浸料的粘性随取出时间先增大后减小，而 随铺放压力的增加、铺放速率的减小、热风温度的升高而增大。（3）论述了预浸 料铺覆性的含义，总结了现有的预浸料铺覆性的定量表征方法，提出了以“最大 弯曲力”定量表征预浸料的铺覆性，并通过“三点弯曲实验”研究了预浸料的粘 弹性特征及主要工艺参数（铺放速率、湿度、热风温度、老化时间等）对预浸料 铺覆性的影响。实验结果表明预浸料的铺覆性会随着铺放温度和湿度的升高而提高，随着老 化时间和铺放速率的增加而减少。最后总结了铺覆性实验的工程意义，为自动铺 带工艺参数的控制提供了参考。
热固性预浸料的自动铺带工艺参数分析与优化
