蜂窝夹层结构的滚筒剥离强度.pdf

制造技术研究 航天制造技术
蜂 窝夹层结构的滚筒剥离强度
刘梦媛 蔡良元 陈梦怡
北京航空材料研究院,北京 100095
摘要:研究了以 Nomex 蜂窝、铝蜂窝为芯层材料,SW-280A3218 中温固化环氧树脂玻
璃布预浸料为蒙皮材料,FM 73M和 SY-24C-300 胶膜为蒙皮和蜂窝的胶接材料的蜂窝夹层结
构的滚筒剥离强度。蜂窝夹层结构平板采用热压罐成型工艺方法和烘箱成型工艺方法次共
固化工艺,测试了蜂窝夹层结构平板的滚筒剥离强度。蜂窝夹层结构材料已应用于大型平板
天线罩的制造。
关键词:蜂窝夹层结构;滚筒剥离强度;NH-1-2.75-72 Nomex 蜂窝
1 引言 选用 SY-24C-300、FM 73M胶膜。 分别采用烘箱固化
工艺方法, 热压罐固化工艺方法次共固化制备夹层
高性能雷达天线罩般采用蜂窝夹层结构。 结构 平板 滚筒剥离 强度试验件 ,测试了 滚筒 剥离强
夹层结构比刚度、 比强度好、 重量轻,有电气性能要度。选用本文的材料和工艺方法, 制备的多夹层透波
求的夹层结构件芯层材料为Nomex蜂窝; 没有电性能平板天线罩和 A 夹层铝蜂窝平板罩,测试了滚筒剥离
要求 的 夹层结构件 的 芯层材料 为减轻重量、 提高刚强度随炉件。其测试结果表明, 制备的夹层结构制件
度,般选用铝蜂窝。SW-280A3218中温固化环氧质量可靠,满足设计要求。夹层结构件采用共固化,
树 脂玻 璃 布预 浸 料是 夹 层 结构 的 蒙 皮材 料,制造的成本低、效率高。
SY-24C-300 胶膜和FM 73M胶膜是中温固化的蒙皮
材料与蜂窝芯层材料的胶接材料。 2 实验
本文进行蜂窝夹层结构滚筒剥离强度试验 研究,
蜂窝夹层结构蒙皮材料选用 SW-280A3218 预浸料, 2.1 材料
芯材材料选 用 0.053 铝蜂窝 铝箔不 带孔、0.032表 1是蜂窝夹层结构选用的材料,表 2 是三种不
铝蜂窝铝箔带孔、NH-1-2.75-72 蜂窝,胶接材料同规格密度相近的蜂窝芯层的基本性能。
作者简介:刘梦媛1964-, 高级工程师, 高分子材料专业; 研究方向: 功能复合材
料。
收稿日期:2013-10-09
53 制造技 制造技术研 术研究 究 2013 年 航天 10制造 月第技术 5 期
表1 材料 空气温度升至 705时,保持恒定 30min,然后继
名称 牌号 应用部位 性能标准 备注
续升温至空气温度 1355时保持恒定, 当模具温度
蜂 窝夹层结构的滚筒剥离强度
升至 1305,保温 12010min,冷却至室温,出
蜂窝 NH-1-2.75-72 夹层芯材 天线罩用蜂窝
烘箱。
HB 5443铝箔有孔天津市蜂巢
刘梦媛 蔡良元 陈梦怡
铝蜂窝 Γ0.032LF2Y 夹层芯材
2.4 性能测试
1990 复合材料有限公司
北京航空材料研究院,北京 100095
HB 5443按照 ASTM D178193 标准,进行滚筒剥离强
铝蜂窝 Γ0.053LF2Y 夹层芯材 铝箔没有孔625 所
度 随炉件试样 测试 ,测试 设备 为 INSTRON MODE
蒙皮与蜂 BMS 5
摘要:研究了以 Nomex 蜂窝、铝蜂窝为芯层材料,SW-280A3218 中温固化环氧树脂玻
1185材料试验机。
胶膜 FM 73M 进口
窝胶接 101
璃布预浸料为蒙皮材料,FM 73M和 SY-24C-300 胶膜为蒙皮和蜂窝的胶接材料的蜂窝夹层结
蒙皮与蜂 Q6S 1386
胶膜 SY-24C-300构 的滚筒剥离强度。国产, 蜂窝有电 夹层结性能要求 构平 板采用热压罐成型工艺方法和烘箱成型工艺方法次共
3 结果与讨论
窝胶接 2002
固化工艺,测试了蜂窝夹层结构平板的滚筒剥离强度。蜂窝夹层结构材料已应用于大型平板
预浸料 SW-280A3218 上下蒙皮 国产
天线罩的制造。
3.1 滚筒剥离强度
关键词:蜂窝夹层结构;滚筒剥离强度;NH-1-2.75-72 Nomex 蜂窝
滚 筒 剥离 强度 是 夹层 结构用 滚 筒剥 离试 验 测得
表2 蜂窝基本性能
的面板与芯子分离时单位宽度上的抗剥离力矩。 制件
芯材牌号 室温235
公称密度
在固化过程中, 通过测试滚筒剥离强度随炉件的单位
铝芯材规格:铝箔
平面压缩强纵向剪切强横向剪切
厚度芯格边长
度MPa 度MPa 强度MPa
宽度上的抗剥离力矩, 根据滚筒剥离强度的数值来判
断 蒙 皮材料与芯材 的固化胶接 质量。 作为非 主承力
件, 滚筒剥离 强度设计 指标值 般定 为 不 小于
表 2是制备的蜂窝夹层结构平板滚筒剥离强度试
2.2 蜂窝夹层结构制备
验件性能 测试结果,表 2中 滚筒剥离强度在
按照 ASTM D1781-93 标准要求的滚筒剥离试样
45.8Nmmmm与 114.8Nmmmm之间。蜂窝夹层
尺寸和数量, 进行 A 夹层结构平板制备。A 夹层结构
结构平板滚筒剥离强度大于 30Nmmmm,表明固化
平板的上下蒙皮 SW-280A3218 预浸料及胶膜的裁剪
胶接质量可靠, 固化工艺参数满足蜂窝夹层结构平板
尺寸是 430mm380mm,长度方向 430mm为预浸料
制 备的 要求; SY-24C-300、FM 73M 胶膜与
纤维径向,上下蒙皮材料铺层顺序是 0、0、胶膜。
SW-280A3218 预浸料及 Nomex蜂窝、铝蜂窝固化工
完成裁剪、铺贴后,在室温下抽真空将预浸料压实。
艺匹配。
在平板模具上, 按照下蒙皮、 蜂窝、上蒙皮、隔离膜、
1 引言 选用 SY-24C-300、FM 73M胶膜。 分别采用烘箱固化
表 2 滚筒剥离强度
工艺蒙皮进行固化工艺组合,完成组合后,在热压罐
工艺方法, 热压罐固化工艺方法次共固化制备夹层
测试项目
或烘箱中进行固化成型。
高性能雷达天线罩般采用蜂窝夹层结构。 结构 平板 滚筒剥离 NH-1-2.75-72 强度试验件 Γ0.032 Γ0.053 ,测试 NH-1-2.75了 -72 滚筒Γ0.032 剥离 Γ0.053强
上板 70.8 82.1 60.6 94.1 101 114.8
2.3 蜂窝夹层结构 固化工艺
夹层结构比刚度、 比强度好、 重量轻,有电气性能要度。选用本文的材料和工艺方法, 制备的多夹层透波
热压罐
下板 61.8 82.1 82.4 92.2 84.6 96.8
参 照 高性 能雷 达 天线 罩热压 罐 成型 固化 工 艺方
求的夹层结构件芯层材料为Nomex蜂窝; 没有电性能平板天线罩和 A 夹层铝蜂窝平板罩,测试了滚筒剥离
上板 74.0 92.2 45.8 97.6 96.9 109.5
法的固化过程参数,蜂窝夹层结构平板通过热压烘箱
要求 的 夹层结构件 的 芯层材料 为减轻重量、 提高刚强度随炉件。其测试结果表明, 制备的夹层结构制件
下板 62.7 84.6 53.8 62.0 111 113.8
罐或烘箱成型工艺制备,上下蒙皮及蜂窝共固化。
度,般选用铝蜂窝。SW-280A3218中温固化环氧质量可靠,满足设计要求。夹层结构件采用共固化,<