復合材料零件熱分布試驗設計方法

艾 明，房曉斌，張晨松

（西安飛機工業（集團）有限責任公司，陜西 西安 710089）

復合材料成型過程中，原材料在熱壓罐中的成型是至關重要的，零件在熱壓罐成型過程中的熱分布直接決定著零件的成型質量，必須在固化過程中對零件各個位置的溫度狀態進行準確的檢測，確保零件所有位置均能夠滿足固化所要求的升降溫速率、保溫時間等要求，才能夠使零件達到較為完美的固化質量。隨著復合材料在飛機各部位的大量應用，復合材料零件的結構形式越來復雜，單純依靠操作人員的經驗分析已經不能完全準確確定復合材料零件在熱壓罐中的熱分布狀況，無法對復合材料在熱壓罐中的成型的升降溫進行準確的監控。因此，需要針對復合材料零件在成型工裝各個位置在熱壓罐中的熱分布進行研究。

1 熱壓罐中的熱空氣循環

現用于復合材料零件生產的主流熱壓罐，一般選用環形風道，風機位于熱壓罐尾部，熱壓罐內部根據升溫要求分布設計電加熱元件，其罐內氣體流向即熱空氣循環方式如圖1所示。在熱壓罐中，氣流的方向是一個固定的。復合材料零件生產過程中，通常根據氣流方向大致判定出零件/工裝在熱壓罐中的熱分布趨勢并加以監測。隨著復合材料零件的結構越來越復雜，零件的結構以及工裝的尺寸、結構都會對氣流造成一定的影響，這樣就不能單單通過人為分析去確定零件/工裝在熱壓罐中的熱分布趨勢，必須進行熱分布試驗，用試驗結果證明分析數據的準確程度，同時找出領先、滯后位置，在生產中用于監測。……