自动铺丝技术可显著降低复合材料制造成本、提高成型效率,是未来生产航空航天复合材料构件的重要技术之一。Nomex蜂窝夹层结构复合材料蒙皮成型工艺主要以手糊铺放为主,存在精度差、劳动强度高、材料利用率低、质量稳定性差等问题。为获得良好的Nomex蜂窝夹层结构铺放成型质量,目前国内外相继开展了Nomex蜂窝夹层结构复合材料自动铺丝成型的研究,但有关自动铺丝过程中铺放压力的选取以及影响尚无深入研究。本文以正六边形Nomex蜂窝芯为研究对象,重点研究自动铺丝过程中Nomex蜂窝芯静态压缩变形问题,为自动铺丝技术在蜂窝夹层构件得到广泛运用提供参考和依据。本文主要研究工作包括:(1)系统地分析了自动铺丝过程中Nomex蜂窝芯静态压缩变形过程,得到了两种影响因素:铺放压力和Nomex蜂窝芯结构参数。基于对Nomex蜂窝芯典型压缩应力-应变曲线的分析,将Nomex蜂窝芯临界屈曲载荷值定义为Nomex蜂窝芯与铺放压辊之间的最大接触应力;基于单向受压的四边简支矩形薄板屈曲理论,建立Nomex蜂窝芯面外承载临界屈曲载荷基本方程,得到了蜂窝芯厚度和芯格边长的比值对其临界屈曲载荷值的影响最为显著。(2)建立并验证了单胞Nomex蜂窝芯有限元模型。采用有限元线性屈曲(特征值法)和非线性屈曲(弧长法)分析法得到的Nomex蜂窝芯临界屈曲载荷值和极限载荷值,与Nomex蜂窝芯静态压缩试验数据进行对比。研究表明:对于Nomex蜂窝芯临界屈曲载荷值的分析,特征值法较弧长法更精确,而弧长法可以更好模拟Nomex蜂窝芯静态压缩变形的后屈曲行为。(3)基于高斯统计理论,以硅橡胶压辊为研究对象,结合硅橡胶准静态压缩实验,确定了硅橡胶弹性模量为1.22MPa;利用实验的方法验证了经典赫兹接触理论可运用于柔性硅橡胶压辊与Nomex蜂窝芯的弹性接触过程,计算出了不同芯格边长的Nomex蜂窝芯与压辊的接触芯格数目,将单胞Nomex蜂窝芯临界屈曲载荷值与接触芯格数目相乘得到柔性压辊与Nomex蜂窝芯之间的最大接触应力及Nomex蜂窝芯临界屈曲载荷值。(4)基于对柔性压辊与Nomex蜂窝芯的弹性接触过程分析,将赫兹接触应力不超过Nomex蜂窝芯临界屈曲载荷时所对应的最大铺放压力定义为许用铺放压力,分析了蜂窝芯厚度和芯格边长对Nomex蜂窝芯许用铺放压力的影响规律,研究表明:自动铺放压力在100N~900N之间,Nomex蜂窝芯厚度的增加对许用铺放压力无明显影响;而芯格边长的增加对许用铺放压力影响明显,确定了芯格边长在3.8mm~4.0mm之间,Nomex蜂窝芯许用铺放压力为800N;芯格边长在4.0mm~4.2mm之间,Nomex蜂窝芯许用铺放压力为500N。