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化成形，不僅工藝難度大，而且沒有組裝容差。 采用角形材將凸緣和夾層結構腹板連在一起。工藝簡單，但工藝程序多、增重（結構效率較低）。 采用丌形梁凸緣，丌形梁凸緣兩個支腳形成對梁夾層結構腹板的夾持，過盈膠
接夾持配合，工藝簡單連接可靠，結構效率高。（）正弦波腹板梁設計。（"）翼梁與機體的連接設計翼梁與機體連接時，梁凸緣和腹板應分別與機體對應
的接頭相連接。這種方案不僅傳力路線短，而且結構簡單、重量輕。若梁腹板與機體不設對接接頭，則腹板剪力應通過加強件傳遞到凸緣上。翼梁與機體若僅采用腹板連接，切斷了凸緣傳力路線，增加了參與受力區，結構必將明顯地增重。因此，這種連接方案不可取。墻與機體連接一般通過墻腹板連接接頭傳遞載荷。
第五節 正弦波腹板梁設計
正弦波腹板梁是目前復合材料翼面結構中，已經采用并有廣泛應用前景的結構形式。 %—&’機翼、 (—))機翼、尾翼等均采用了正弦波腹板梁。
金屬結構機翼曾采用波紋板作主要承力結構梁的腹板。金屬薄板壓制成波紋板作梁腹板，顯然，在保持腹板厚度相同的情況下，波紋板腹板不僅能提高腹板的屈曲應力，而且可以取消腹板上的支柱、角材等加強件，減少了零件數量，同時，腹板與梁凸緣焊接在一起，連接減少，在給定載荷條件下能獲得較輕的重量。但由于工藝困難，沒有推廣應用。 *+,-年 *.月 ’—*飛機垂直安定面最先研制采用層合板波紋板腹板梁結構，不僅結構重量輕、剛度大、穩定性好，而且易于制造，只需要一排緊固件與梁凸緣連接，所以得到推廣應用。由于復合材料波紋板腹板的波形酷似正弦曲線，故稱為正弦波腹板。
一、波紋腹板波型與參數選擇
矩形波、半圓形波、正弦波、三角形波等波形均可成形波紋腹板。盡管如此，仍稱為正弦波腹板。弓形波紋板，主要參數是波高 /，半徑 0及腹板厚度 %。/與 0應權衡考慮屈曲條件和重量要求而確定。由波紋板屈曲分析 •--*•
 
知，屈曲臨界應力與半徑 " 成反比，當只減少時，屈曲臨界應力增加，但 減少使波紋板結構重量增加。
二、正弦波腹板梁設計
復合材料機翼，由于采用多梁（墻）式結構布局，因此梁腹板剪流一般較小，只需采用在臨界載荷下屈曲的薄腹板；梁凸緣上的拉伸或壓縮載荷相應也較低。 %&—’(復合材料多梁式機翼結構，率先采用正弦波腹板梁結構。現以 %&—’(機翼正弦波腹板梁為例介紹有關設計問題。
（"）正弦波構形確定
確定正弦波構形是正弦波腹板梁設計的關鍵。正弦波構形確定主要考慮因素：
穿透梁凸緣厚度的緊固件的直徑和緊固件間距；
"要求的螺母類型；
腹板波形平直部分或近似乎直部分的寬度（臨界載荷要求）。
（)）正弦波腹板梁鋪層設計
%&—’(機翼正弦波腹板梁設計選材： *+,, -+,"—.碳 -環氧織物，幅寬 " )/，固化后織物單層厚度為 , +.//；%0 -+,"—.碳 -環氧單向帶，其固化后單層厚度為 , "+)//。
正弦波梁腹板的設計許用值，按工作剪流與所需 12織物鋪層數關系給出。這是一條以試驗數據導出的經驗曲線。設計許用值為試驗值的 3,4左右。梁凸緣法向拉伸破壞形式為螺母接觸部位周邊層間剪切分層，破壞載荷取決于螺母的接觸面積和螺母到梁腹板壁的距離。
根據梁腹板工作剪流 5，即可由許用值曲線確定梁腹板的鋪層。正弦波腹板梁典型橫剖面，如圖 3—)3所示。除前梁和后梁外，中間各梁的腹板由兩層 12織物鋪層夾一層 6,2單向帶（梁軸線方向為 ,2方向）共 +層構成。織物 7 12纖維用以傳遞剪切載荷，而 6,2單向帶用以提供垂直方向剛度，承受蒙皮上的氣動載荷和燃油壓力載荷。根據鋪層數和單層厚度，即可計算出腹板厚度值 。
前梁和后梁既是機翼抗扭盒主要構件又是燃油箱的邊框構件。因此，前、后梁的腹板和凸緣都需要加厚（增加鋪層），以便開孔和密封設計。（+）正弦波腹板梁細節設計 開口補強設計由于管路通過或安裝固定等要求，梁腹板需要開設通孔。 %&— ’(機翼梁腹板開有 "6//直徑的燃油通孔和大于 "6//的大孔。
"6//直徑的燃油通孔開在正弦波腹板波形較平直段上，補強辦法是加厚開孔處腹板的鋪層，將 12織物鋪層增加 )倍，即將原來 )層 12織物增加到 .層 12織物。對直徑大于 "6//的大孔，需要將正弦波腹板上開口處改為平直段，同時將 12
•11)•
第三篇 ;復合材料飛機結構設計
 
織物鋪層增加 倍，即 "織物增加到 %層。
油箱密封為防止燃油滲出，前梁和后梁凸緣加寬加厚，以便在緊固件部分開設 &’( )) * &( ))的溝槽。溝槽中充以非固化的氟代硅酮化合物，使燃油密封。溝槽是在梁凸緣上模壓成形的，以防止溝槽發生脫層。
"電偶腐蝕防護鋁合金加強肋或金屬鑲嵌件與碳 +環氧復合材料件之間采用玻璃纖維布隔離防腐措施。
三、正弦波腹板梁制造
正弦波腹板梁可采用熱壓罐成形方法、軟模成形方法和 ,-.方法等多種工藝方法制造。（&）正弦波腹板梁熱壓罐成形方法采用熱壓罐成形方法制造正弦波腹板梁，關鍵是模具設計。正弦波腹板梁制造用成形模具為金屬模具，通常由上、下凸緣模具和腹板模具組成。因為模具型線帶有傾角，模具在合攏一側，必須分塊，以便能取出構件。模具采用數控機床加工的，在有開口補強部位，模具通過化學銑切成形。從而達到高精度配套模具。制件在熱壓罐內固化成形。
（’）正弦波腹板梁軟模成形方法
（）正弦波腹板梁 ,-.成形方法正弦波腹板梁 ,-.成形方法，是美國 /01 2-公司開發的工業化方法，已用于 3—’’機翼輔助翼梁制造。
,-.成形方法所用模具為閉合模具，有樹脂注人口和流出口。 3—’’機翼正弦波腹板梁加工過程如下：首先將增強碳纖維或其他纖維及其織物按設計要求鋪放在模具中，并用 4 54的樹脂固定，形成膠粘預成形件；閉合模具；然后以 ’( 6.78的壓力向模具內注入液體樹脂；最后在 ’’9下固化成形。 3—’’翼梁所用樹脂體系為雙馬 ’:—",-.。
　
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