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复合材料制造变形是影响复合材料构件尺寸精度的重要原因,是我国大飞机制造亟需解决的关键问题。目前,国内对复合材料制造变形的控制主要通过试错法,即反复对固化工艺参数进行调整和对模具型面修正完成,成本高、效率低。因而,建立一套可工程应用的制造变形预测与控制方法,是改进复合材料结构制造水平的必然选择。 本文以飞机结构中常用的碳纤维增强复合材料C型梁结构为研究对象,通过理论分析、有限元计算和试验测试的方法,对制造变形的理论机理进行了研究,分析了不同影响因素对变形的作用及其权重,形成了一套可工程应用的复合材料C型梁回弹变形预测与控制的方法。 本文的主要工作有: 1.基于复合材料制造过程,以工程应用为目标,对问题进行了合理的简化,建立了复合材料结构变形的线性有限元理论模型。 2.利用理论分析与相关试验方法,对几何结构、铺层间的剪切效应、模具作用等不同因素对变形的影响进行了定量分析,计算了各因素的权重。 3.依据影响因素的权重分析结论,通过试验测试,建立了理论结果与试验结果之间的修正公式,并对一变截面C型梁的回弹进行了预测。 4.在回弹变形预测值的基础上,利用模具型面补偿的方法对制造变形进行控制,得到了符合工程要求的复合材料C型梁,验证了方法的有效性。