航空發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)合材料葉片設(shè)計(jì)及成形技術(shù)研究.pdf

1、航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片采用復(fù)合材料是其減重的重要手段之一，對實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)大推重比、高燃油效率具有重要意義。本文以航空發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)合材料葉片應(yīng)用為目標(biāo)，針對復(fù)合材料葉片鋪層設(shè)計(jì)、可鋪性分析以及成形技術(shù)開展了相關(guān)研究。
　?。?）采用有限元方法建模分析，開展了復(fù)合材料葉片鋪層設(shè)計(jì)研究。根據(jù)葉片服役環(huán)境和幾何模型，建立了葉片在服役環(huán)境下的受力模型。應(yīng)用復(fù)合材料細(xì)觀力學(xué)對典型復(fù)合材料性能預(yù)測，結(jié)合有限元方法計(jì)算篩選出滿足葉片強(qiáng)度剛度要求的材料體系：

2、T800/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料體系。依據(jù)預(yù)測的材料屬性及葉片模型的幾何外形分區(qū)域確定葉片鋪層厚度，結(jié)合葉片承載要求并參考復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)出復(fù)合材料葉片的具體鋪層：葉身部分鋪層為[±45/08/±45]s、葉根及榫頭部分鋪層為[±45/903/04/903/04/903/04/±45]s。
　　（2）根據(jù)葉片的曲面特性和復(fù)合材料變形特點(diǎn)，開展了復(fù)合材料葉片曲面可鋪性分析研究。提出了一種基于預(yù)浸料纖維變形約束及纖維鋪放方向約束的復(fù)

3、雜曲面復(fù)合材料構(gòu)件可鋪性分析方法，該方法既滿足葉片模型復(fù)雜曲面的鋪放工藝性要求，同時(shí)又兼顧葉片強(qiáng)度要求。采用CATIA Automation技術(shù)和Visual Basic6.0平臺(tái)開發(fā)了相應(yīng)的軟件模塊，利用雙曲面模型及葉片曲面模型在該軟件模塊上仿真驗(yàn)證了算法的正確性。
　　（3）設(shè)計(jì)復(fù)合材料葉片成形模具，開展了復(fù)合材料葉片成形工藝探索。試驗(yàn)測試了模擬工藝研究用復(fù)合材料（USN12500碳纖維/環(huán)氧樹脂）的拉伸性能、壓縮性能、層間剪