本发明专利技术公开了仿生藕及金枪鱼皮结构的晶格式热压罐复合材料成型模具，包括型面层、框架层和导流板；框架层由隔板和仿藕状支撑板组成；每相邻两块仿藕状支撑板之间通过上下两块隔板固连；型面层、各仿藕状支撑板和各隔板合围出上、下两层六边形通风口组，形成晶格式结构；每个六边形通风口底面固定一块导流板；导流板由仿金枪鱼皮肤结构和呈楔形的底板组成；仿金枪鱼皮肤结构均匀铺满底板上表面。本发明专利技术的仿藕状支撑板和导流板均提高模具的传热效率，仿藕状支撑板和晶格式结构均提高模具刚度，如此在保证模具刚度的同时提高了整个模具的加热效率，使模具升温更均匀，有效减小了成型过程中模具升温效率低下和型面变形的问题。型过程中模具升温效率低下和型面变形的问题。型过程中模具升温效率低下和型面变形的问题。
【技术实现步骤摘要】
仿生藕及金枪鱼皮结构的晶格式热压罐复合材料成型模具
[0001]本专利技术属于航天航空
，具体涉及一种应用于复合材料机翼蒙皮的仿生藕及金枪鱼皮结构的晶格式热压罐复合材料成型模具。
技术介绍
[0002]复合材料机翼蒙皮作为与气流直接接触的机翼构件，其制造工艺的好坏直接影响到了飞机的飞行状态。通过热压罐成型得到的复合材料构件孔隙率低，性能稳定可靠，尺寸精度高，故热压罐成型通常用于制造飞机上形状复杂、制造要求高的机翼蒙皮结构。目前热压罐成型的模具多为框架式结构，其结构简单，自重轻，运输方便，通过强制对流换热的方式可以快速升温。然而这种模具仍有需要改善的地方；一方面，进风端处的模具总是先于出风端处的模具加热，这导致在升温阶段进风口端的模具温度要远高于出风口端的温度，这种升温不同步会导致复合材料构件产生残余进而引起变形，极大影响构件的性能；另一方面，为了保证整体的刚度，框架式模具的内部会在横、纵方向设置支撑板。垂直于热气流方向的支撑板会阻碍流体介质的流动，并产生漩涡现象，大大降低了流体的流速，进而降低了强制对流换热的效率，这不仅降低了模具升温速度，并且还会进一步扩大模具两端的温度差。上述问题对于高精度构件机翼蒙皮来说是不可忽视的，所以对框架式模具进行结构设计优化是非常有必要的。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在于解决应用热压罐成型技术制备复合材料机翼蒙皮时，模具升温效率低及受热不均匀产生的型面变形的问题，提供了一种仿生藕及金枪鱼皮肤结构的的晶格式热压罐复合材料成型模具，在保证模具整体刚度的情况下，提高模具的升温速度及温度均匀性。
[0004]本专利技术采用的技术方案为：
[0005]本专利技术仿生藕及金枪鱼皮结构的晶格式热压罐复合材料成型模具，包括型面层、框架层和导流板。所述型面层的顶面为型面；型面层垂直于气流方向的侧面开设有沿型面型线等距排布的多个均风口；所述的均风口为半圆形的通孔。
[0006]所述框架层由隔板和仿藕状支撑板组成；多块仿藕状支撑板等距布置，且仿藕状支撑板平行于气流方向设置；所述仿藕状支撑板由一体成型的上支撑板和下支撑板组成；上支撑板和下支撑板的横截面均为仿藕状面；所述的仿藕状面由形状相同的上倒立梯形和下正立梯形组成；各上支撑板均与型面层固连；每相邻两块仿藕状支撑板之间通过上下两块隔板固连；隔板垂直于仿藕状支撑板，且隔板的长度等于仿藕状支撑板的长度；上层隔板与仿藕状支撑板的连接位置位于上支撑板和下支撑板的交接处；下层隔板与仿藕状支撑板的连接位置位于下支撑板的侧面最底部；型面层、各仿藕状支撑板和各隔板合围出上、下两层六边形通风口组，所述的六边形通风口组由沿垂直于气流且水平的方向等距排布的多个六边形通风口组成；上支撑板和下支撑板的侧面均开设有沿气流方向等距排布的多个方形
通风口；上支撑板或下支撑板上被方形通风口分隔开的各个部分长度均大于上支撑板或下支撑板的横截面最大宽度；每个六边形通风口底面固定一块导流板。
[0007]所述的导流板由仿金枪鱼皮肤结构和底板组成；所述的底板呈楔形，高度沿六边形通风口的中间至出风口方向递增；仿金枪鱼皮肤结构均匀铺满底板上表面。
[0008]所述的仿金枪鱼皮肤结构由仿硬鱼鳞层和仿柔性皮肤层组成；所述的仿硬鱼鳞层呈扇形，圆弧部分嵌入底板内，与底板固定，三角形部分露在底板外；仿硬鱼鳞层倾斜朝向六边形通风口的出风口，且各仿硬鱼鳞层与底板上表面的夹角相等；仿硬鱼鳞层露在底板外的部分以及底板的上表面均覆盖有仿柔性皮肤层。
[0009]优选的，所述均风口的直径为18
‑
20mm。
[0010]优选的，所述隔板的厚度为2
‑
4mm。
[0011]优选的，所述下正立梯形的下底尺寸为20
‑
22mm，上底尺寸与下底尺寸的比值为1：3。
[0012]优选的，所述仿藕状支撑板的高度为230mm
‑
240mm。
[0013]优选的，所述导流板的长度与六边形通风口长度的比值为2：3，且导流板更靠近六边形通风口的出风口位置。
[0014]优选的，所述底板上表面的倾斜角为3
‑5°
。
[0015]优选的，所述的仿金枪鱼皮肤结构均匀铺满底板上表面，具体为：底板沿长度方向设有多个仿金枪鱼皮肤结构组，仿金枪鱼皮肤结构组由沿底板宽度方向布置的多个仿金枪鱼皮肤结构组成，且相邻仿金枪鱼皮肤结构组的各仿金枪鱼皮肤结构沿底板长度方向错开布置。
[0016]优选的，所述仿硬鱼鳞层与底板上表面的夹角为8
‑
10
°
，仿硬鱼鳞层的圆心角为120
‑
130
°
，半径为30
‑
35mm。
[0017]优选的，所述仿硬鱼鳞层的扇形两条直边更换为弧线，弧线长度为40mm。
[0018]本专利技术具有以下有益效果：
[0019]1、本专利技术减小框架层的仿藕状支撑板垂直于气流方向的横截面，从而降低支撑板对气流的阻碍作用，提高模具的传热效率，但通过仿藕状支撑板的横截面仿藕型结构设计弥补带来的刚度损失，如此在保证模具刚度的同时提高了流体介质在框架层中的流动速度，进而提高整个模具的加热效率，使模具升温更均匀。
[0020]2、各仿藕状支撑板与各隔板和型面层合围出上、下两层六边形通风口组，六边形通风口组由沿垂直于气流且水平的方向等距排布的多个六边形通风口组成，从而上、下两层六边形通风口组形成晶格式结构，进一步提高了模具的整体刚度，降低了型面层发生变形的程度；另外，六边形通风口牢固、可靠、不易发生变形。
[0021]3、本专利技术在每个六边形通风口的中间位置至出风口位置处固定一块导流板，导流板的上表面铺设仿金枪鱼皮肤结构，该仿生结构能够降低气流流经时的摩擦，提高流速。导流板设置为楔形，一方面能够逐步减小气流流经的面积，另一方面可以逐步增加气流与仿金枪鱼皮肤结构外表面的接触面积，通过这两种方式来逐步提高流体速度，从而减小模具入风口与出风口的温度差异，使得温度分布更均匀。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的整体结构示意图。
[0023]图2为本专利技术中型面层的示意图。
[0024]图3为本专利技术中框架层的示意图。
[0025]图4为本专利技术中导流板的示意图。
[0026]图5为本专利技术中仿金枪鱼皮肤结构的示意图。
[0027]图6为本专利技术中仿硬鱼鳞层的一种结构示意图。
[0028]图7为本专利技术中仿硬鱼鳞层的另一种结构示意图。
具体实施方式
[0029]下面将结合附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0030]如图1所示，仿生藕及金枪鱼皮结构的晶格式热压罐复合材料成型模具，包括型本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.仿生藕及金枪鱼皮结构的晶格式热压罐复合材料成型模具，包括型面层和框架层，其特征在于：还包括导流板；所述型面层的顶面为型面；型面层垂直于气流方向的侧面开设有沿型面型线等距排布的多个均风口；所述的均风口为半圆形的通孔；所述框架层由隔板和仿藕状支撑板组成；多块仿藕状支撑板等距布置，且仿藕状支撑板平行于气流方向设置；所述仿藕状支撑板由一体成型的上支撑板和下支撑板组成；上支撑板和下支撑板的横截面均为仿藕状面；所述的仿藕状面由形状相同的上倒立梯形和下正立梯形组成；各上支撑板均与型面层固连；每相邻两块仿藕状支撑板之间通过上下两块隔板固连；隔板垂直于仿藕状支撑板，且隔板的长度等于仿藕状支撑板的长度；上层隔板与仿藕状支撑板的连接位置位于上支撑板和下支撑板的交接处；下层隔板与仿藕状支撑板的连接位置位于下支撑板的侧面最底部；型面层、各仿藕状支撑板和各隔板合围出上、下两层六边形通风口组，所述的六边形通风口组由沿垂直于气流且水平的方向等距排布的多个六边形通风口组成；上支撑板和下支撑板的侧面均开设有沿气流方向等距排布的多个方形通风口；上支撑板或下支撑板上被方形通风口分隔开的各个部分长度均大于上支撑板或下支撑板的横截面最大宽度；每个六边形通风口底面固定一块导流板；所述的导流板由仿金枪鱼皮肤结构和底板组成；所述的底板呈楔形，高度沿六边形通风口的中间至出风口方向递增；仿金枪鱼皮肤结构均匀铺满底板上表面；所述的仿金枪鱼皮肤结构由仿硬鱼鳞层和仿柔性皮肤层组成；所述的仿硬鱼鳞层呈扇形，圆弧部分嵌入底板内，与底板固定，三角形部分露在底板外；仿硬鱼鳞层倾斜朝向六边形通风口的出风口，且各仿硬鱼鳞层与底板上表面的夹角相等；仿硬鱼鳞层露在底板外的部分以及底板的上表面均覆盖有仿柔性皮肤层。2.根据权利要求1所述仿生藕及金枪鱼皮结构的晶格式热压罐复合材料成型模具，其特征在于：所述均风口的直径为18
‑
20mm。3....
【专利技术属性】
技术研发人员：杨肖，李广基，陈宇，刘光宇，牛士超，邵纯，倪敬，张雪峰，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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