自动铺丝技术在飞机整体机身壁板上的应用研究

doi:10.19936/j.cnki.2096-8000.20230228.014

复合材料科学与工程 ›› 2023, Vol. 0 ›› Issue (2): 107-114.DOI: 10.19936/j.cnki.2096-8000.20230228.014

自动铺丝技术在飞机整体机身壁板上的应用研究

唐珊珊^1,2, 何大亮², 王显峰^1*, 徐小伟², 薛柯², 余晶晶²

1.南京航空航天大学材料科学与技术学院,南京 210016;
2.中航西安飞机工业集团股份有限公司,西安 710089

收稿日期:2022-01-13 出版日期:2023-02-28 发布日期:2023-04-28
通讯作者: 王显峰(1980—),男,博士,副教授,主要从事复合材料自动铺放成型方面的研究,wangxf@nuaa.edu.cn。
作者简介:唐珊珊(1984—),女,学士,高级工程师,主要从事复合材料自动化制造技术方面的研究。

Application of composites automated fiber placement technology in aircraft integral fuselage panel

TANG Shanshan^1,2, HE Daliang², WANG Xianfeng^1*, XU Xiaowei², XUE Ke², YU Jingjing²

1. College of Material Science and Technology, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China;
2. AVIC Xi’an Aircraft Industrial (Group) Company Ltd., Xi’an 710089, China

Received:2022-01-13 Online:2023-02-28 Published:2023-04-28

摘要/Abstract

摘要： 飞机中的复合材料用量已经成为衡量飞机先进性的重要指标之一。随着飞机吨位的增大、复合材料制造技术的快速发展,飞机复材制件向着大型化、整体化、自动化的方向迈进,依靠传统的手工铺贴方式已难以满足零件日益增长的技术、质量需求。本文论述了当前复合材料构件纤维自动铺丝技术制造现状及发展前景,并对复合材料构件自动铺丝技术在某型号飞机整体机身壁板零件上的应用情况进行了具体介绍。根据整体机身桶段的结构特点,分析了各个角度的轨迹规划方法,并对轨迹的工艺性和方向性进行了研究。通过有限元模拟与铺放实验确定了铺丝工艺参数,最终实现了整体机身桶段蒙皮的铺丝成型。

关键词: 复合材料, 自动铺丝技术, 机身壁板, 轨迹规划

Abstract: The amount of composite materials used in aircraft has become one of the important symbols to measure the advances of aircraft. With the increase of aircraft tonnage and the rapid development of composite manufacturing technology, the aircraft composite parts are moving towards the direction of large-scale, integration and automation. It is difficult to meet the increasing technical and quality demands of parts by traditional manual laying. This paper introduced the present manufacturing situation and development prospect of automated fiber placement technology for composite component, and the application of automated fiber placement technology for composite component in the integral fuselage panel of aircraft is described in detail. According to the structural characteristics of fuselage barrel section,the trajectory planning methods of various angles are analyzed. What’s more, the direction and the placement ability of trajectory are studied. Through the finite element simulation and laying experiment, the optimal laying process parameters are determined. Finally, the automatic manufacturing of fuselage barrel skin is realized by using automated fiber placement.

Key words: composites, automated fiber placement technology, aircraft integral fuselage fanel, path planning

中图分类号:

TB332

唐珊珊, 何大亮, 王显峰, 徐小伟, 薛柯, 余晶晶. 自动铺丝技术在飞机整体机身壁板上的应用研究[J]. 复合材料科学与工程, 2023, 0(2): 107-114.

TANG Shanshan, HE Daliang, WANG Xianfeng, XU Xiaowei, XUE Ke, YU Jingjing. Application of composites automated fiber placement technology in aircraft integral fuselage panel[J]. COMPOSITES SCIENCE AND ENGINEERING, 2023, 0(2): 107-114.

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Application of composites automated fiber placement technology in aircraft integral fuselage panel

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