复杂构型复合材料细长结构预成型系统技术方案

本发明专利技术提供了一种复杂构型复合材料细长结构预成型系统

【技术实现步骤摘要】
复杂构型复合材料细长结构预成型系统、预成型方法


[0001]本专利技术涉及复合材料结构件制造
，尤其涉及一种复杂构型复合材料细长结构预成型系统
、
预成型方法
。

技术介绍

[0002]复杂构型复合材料细长结构的预成型质量控制是复合材料结构件制造领域中的一个重要问题，在复合材料产品成型中，预成型过程的质量直接影响最终产品的性能和质量
。
目前，传统的预成型方法在形状和压力控制方面存在一定的难度和限制，无法有效成型复杂结构，且容易发生缺陷
。
在复合材料成型领域，已经存在一些解决方案来改善预成型质量控制，常见的方法是采用双硬质模具来控制预成型过程中的形状，通过设计和制造适合所需形状的模具，可以控制预成型体的形状
。
[0003]现有技术在复杂构型复合材料细长结构预成型质量控制方面仍存在一些问题
。
首先，传统的模具制造需要一定的时间和成本，且对于复杂形状的预成型体难以完美适应；其次，传统的压力控制方法可能无法满足复杂结构的预成型要求，导致预成型体的质量和性能不稳定
。
[0004]因此，需要提出一种新的技术方案来解决这些问题，提高预成型体的质量，减少产品缺陷
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种复杂构型复合材料细长结构预成型系统
、
预成型方法，用以改善现有的复杂构型复合材料细长结构预成型体的质量和性能不稳定的问题
。
[0006]本专利技术提供了一种复杂构型复合材料细长结构预成型系统，该预成型系统包括：软性袋状材料
、
单硬质模具
、
监测装置
、
压力控制装置以及主控制装置，所述袋状材料内部中空且内部填充有介质，所述模具与预成型体的设计造型一致，通过所述袋状材料对置于所述模具上的所述复合材料进行加压，以使所述复合材料压贴于所述模具上
。
所述监测装置安装于所述模具上且用于实时监测所述袋状材料施加到所述复合材料上的压力值，所述压力控制装置安装于所述袋状材料上且用于控制所述袋状材料内部介质的压力值
。
所述主控制装置与所述压力控制装置和所述监测装置连接，所述主控制装置根据所述监测装置监测到的压力数据以及标准压力曲线，反馈调整所述压力控制装置，进而控制预成型过程中压实形状和压力，以得到符合设计要求的预成型体
。
[0007]在一种可能的实施例中，所述监测装置包括间隔地安装于所述模具上的若干个位移传感器，或者若干个压力传感器，又或者测量厚度的若干个光学传感器，所述位移传感器用于监测所述复合材料与所述模具间的滑动位移，所述压力传感器用于监测所述袋状材料施加到所述复合材料上的压力值，所述光学传感器用于监测所述复合材料的厚度
。
[0008]在一种可能的实施例中，所述袋状材料包括内部中空的袋状本体以及与所述袋装本体连通的管路
。
[0009]在一种可能的实施例中，所述压力控制装置包括与所述管路连接的介质供给件以及安装于所述管路上的流量控制阀，所述介质供给件用于向所述袋状材料内部供给介质，所述主控制装置与所述介质供给件和所述流量控制阀控制连接
。
[0010]在一种可能的实施例中，所述介质为气体或者液体
。
[0011]本专利技术还提供了一种复杂构型复合材料细长结构预成型方法，采用上述任一实施例中的复杂构型复合材料细长结构预成型系统，所述预成型方法包括如下步骤：
[0012]利用仿真模拟技术对复杂构型的预成型体进行寻迹设计和压实模拟，得到标准压力曲线；
[0013]基于仿真模拟结果，制作预成型体的单硬质模具；
[0014]通过所述主控制装置控制所述压力控制装置，使所述袋状材料对置于所述模具上的复合材料进行加压，以使所述复合材料压贴于所述模具上；
[0015]在预成型过程中，通过所述监测装置实时监测所述袋状材料施加到所述复合材料上的压力值，所述主控制装置根据所述监测装置监测到的压力数据以及所述标准压力曲线，反馈调整所述压力控制装置以调整所述袋状材料内部介质的压力值，进而控制预成型过程中压实形状和压力，以得到符合设计要求的预成型体
。
[0016]在一种可能的实施例中，反馈调整所述压力控制装置以调整所述袋状材料内部介质的压力值，包括：
[0017]反馈调整所述压力控制装置，以调整所述袋状材料内部介质的质量或改变介质的密度，进而调整所述袋状材料内部介质的压力值
。
[0018]在一种可能的实施例中，通过所述监测装置实时监测所述袋状材料施加到所述复合材料上的压力值，包括：
[0019]所述监测装置包括间隔地安装于所述模具上的若干个位移传感器，通过所述位移传感器实时监测所述复合材料与所述模具间的滑动位移，进而得到所述袋状材料施加到所述复合材料上的压力值；或者，
[0020]所述监测装置包括间隔地安装于所述模具上的若干个压力传感器，通过所述压力传感器实时监测所述袋状材料施加到所述复合材料上的压力值；又或者，
[0021]所述监测装置包括间隔地安装于所述模具上测量厚度的若干个光学传感器，通过所述光学传感器实时监测所述复合材料的厚度，进而得到所述袋状材料施加到所述复合材料上的压力值
。
[0022]在一种可能的实施例中，在预成型过程中，所述袋状材料对所述复合材料的一加工位置压实好后，所述袋状材料移动至下一加工位置进行压实，重复该步骤直至完成整个所述复合材料的压实，得到符合设计要求的预成型体
。
[0023]在一种可能的实施例中，基于仿真模拟结果，制作预成型体的单硬质模具，包括：
[0024]基于仿真模拟结果，通过
3D
打印或数控机加工非金属材料的方式，制作预成型体的单硬质模具
。
[0025]本专利技术的有益效果在于：采用带介质的软性袋状材料压实所述复合材料，可以更为灵活地贴合不同的复杂构型，灵活性和适应性更强
。
在预成型过程中，所述主控制装置根据所述监测装置监测到的压力数据以及所述标准压力曲线，反馈调整所述压力控制装置以调整所述袋状材料内部介质的压力值，以在预成型过程中精确控制复合材料的压实程度，
从而提高预成型体的密实度和形状稳定性，并有效提高预成型体的质量，减少产品的缺陷
。
附图说明
[0026]图1为本专利技术复杂构型复合材料细长结构预成型系统在袋状材料位于一加工位置处的状态图
。
[0027]图2为本专利技术复杂构型复合材料细长结构预成型系统在袋状材料位于下一加工位置处的状态图
。
[0028]图3为本专利技术复杂构型复合材料细长结构预成型方法的流程示意图
。
[0029]符号说明：袋状材料
100
；袋状本体
110
；管路
120
；模具...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种复杂构型复合材料细长结构预成型系统，其特征在于，包括：软性袋状材料
、
单硬质模具
、
监测装置
、
压力控制装置以及主控制装置；所述袋状材料内部中空且内部填充有介质；所述模具与预成型体的设计造型一致，通过所述袋状材料对置于所述模具上的所述复合材料进行加压，以使所述复合材料压贴于所述模具上；所述监测装置安装于所述模具上且用于实时监测所述袋状材料施加到所述复合材料上的压力值；所述压力控制装置安装于所述袋状材料上且用于控制所述袋状材料内部介质的压力值；所述主控制装置与所述压力控制装置和所述监测装置连接，所述主控制装置根据所述监测装置监测到的压力数据以及标准压力曲线，反馈调整所述压力控制装置，进而控制预成型过程中压实形状和压力，以得到符合设计要求的预成型体
。2.
根据权利要求1所述的复杂构型复合材料细长结构预成型系统，其特征在于，所述监测装置包括间隔地安装于所述模具上的若干个位移传感器，或者若干个压力传感器，又或者测量厚度的若干个光学传感器；所述位移传感器用于监测所述复合材料与所述模具间的滑动位移；所述压力传感器用于监测所述袋状材料施加到所述复合材料上的压力值；所述光学传感器用于监测所述复合材料的厚度
。3.
根据权利要求1或2中任一项所述的复杂构型复合材料细长结构预成型系统，其特征在于，所述袋状材料包括内部中空的袋状本体以及与所述袋装本体连通的管路
。4.
根据权利要求3中任一项所述的复杂构型复合材料细长结构预成型系统，其特征在于，所述压力控制装置包括与所述管路连接的介质供给件以及安装于所述管路上的流量控制阀；所述介质供给件用于向所述袋状材料内部供给介质；所述主控制装置与所述介质供给件和所述流量控制阀控制连接
。5.
根据权利要求1或2中任一项所述的复杂构型复合材料细长结构预成型系统，其特征在于，所述介质为气体或者液体
。6.
一种复杂构型复合材料细长结构预成型方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的复杂构型复合材料细长结构预成型系统，所述预成型方法包括如下步骤：利用仿真模拟技术对复杂构型的预成型体进行寻迹设计和压实模拟，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁惢，陈淳，叶亮，亚纪轩，
申请(专利权)人：中建材上海航空技术有限公司，
类型：发明
国别省市：