Page 21 - 理化检验-物理分册2022年第十一期

王树宏, 等: 太阳翼蜂窝夹层结构上蒙皮热变形的影响因素

真分析结果的相对误差分别为 11.1% 和 12.0% , 试
验结果与仿真分析结果的吻合度高, 可验证仿真分
析结果的正确性。

图 11 压紧衬套区域 0° 碳纤维和 90° 碳纤维的法向变形量变化曲线

4 蜂窝夹层结构的制备及变形测量

采用热压罐成型工艺制备蜂窝夹层结构, 蜂窝 图 13 实测蜂窝区域 0° 碳纤维和 90° 碳纤维的法向变形量变化曲线

夹层 结 构 的 温 度 以 0.3 ℃ / min 的 降 温 速 率, 从
, [ 见图 12b )] 分别提取
依据线路 H 1 L 1 H 2 L 2

130 ℃ 降至 20 ℃ , 降温时间共为 367 min 。蜂窝夹

上蒙皮中分布于压紧衬套、 发泡胶以及铝蜂窝的 0°
层结构已固化为一体, 较低的降温速率可以保证蜂
碳纤维与 90° 碳纤维, 统计同位置上的法向变形量,
窝夹层结构受热均匀, 使材料的变形尽可能只受温
结果如图 14 所示。由图 14 可知: 实测法向变形量
差影响。随后脱膜修整, 采用三维近景摄影测量法
的整体趋势与仿真分析结果一致, 其中 0° 碳纤维与
进行上蒙皮变形量的测试, 成型蜂窝夹层结构的宏
90° 碳纤维在发泡胶与铝蜂窝交界区域的变形量最
观形貌如图 12 所示。
大, 分别约为0.0232 , 0.0274mm , 与压紧衬套区域

的阶差分别为 0.0219 , 0.0261mm , 与两者仿真分

析结果的相 对 误 差 分 别 为 14.1% 和 14.9% , 试 验
结果与仿 真 分 析 结 果 的 吻 合 度 较 高; 铝 蜂 窝 的 碳
纤维节 点 与 0° 碳 纤 维、 90° 碳 纤 维 的 阶 差 分 别 为

0.0022 , 0.0056mm , 与两者仿真分析结果的相对

误差分别为 10.0% 和 12.0% , 试 验 结 果 与 仿 真 分
析结果的 吻 合 度 较 高, 可 验 证 仿 真 分 析 结 果 的 正
确性。

图 12 成型蜂窝夹层结构的宏观形貌
, [ 见图 12a )] 分别提取上
依据线路 E 1 F 1 E 2 F 2 图 14 实测压紧衬套区域 0° 碳纤维和 90° 碳纤维的
蒙皮 0° 碳纤维与 90° 碳纤维, 统计不同位置上的法 法向变形量变化曲线
向变形量, 结果如图 13 所示。由图 13 可知: 实测法 经试验验证, 仿真分析的结果真实可靠, 进一步
向变形量的整体趋势与仿真分析结果一致, 其中实 证明了碳纤维的铺层方向对蜂窝夹层结构上蒙皮热
测 0° 碳纤维的最大变形量为 0.0216 mm , 90° 碳纤 变形有一定影响, 但发泡胶与铝蜂窝交界区域对上

维的最大变形量为 0.0243mm , 与两者碳纤维节点 蒙皮热变形的影响更大。

的变形量分别相差 0.0020 , 0.0056 mm , 与两者仿 ( 下转第 10 页)
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