一种柔性承载波纹结构的弯曲褶皱抑制方法与流程

本发明属于变体飞行器柔性蒙皮技术领域，涉及一种柔性承载波纹结构的弯曲褶皱抑制方法。

背景技术：

变体飞行器可以针对外界飞行条件以及飞行任务主动改变自身形状以获取最佳的气动性能，可以极大地提高飞行器的任务适应性，是未来空天飞行器的主要发展方向。可连续大变形的柔性变体机翼是变体飞行器的研究重点，其中柔性蒙皮是可变形机翼必不可少的组成部分，要求具有较低的面内刚度以获得大变形和降低驱动力，较高的面外刚度以承受和传递气动载荷，同时在变形过程中保持气动外形连续光滑。波纹夹芯结构是一种理想的柔性蒙皮结构，被广泛应用于变弯度机翼当中。波纹夹芯柔性蒙皮通常由波纹芯子以及硅橡胶面板组成，由于硅橡胶材料弹性低且不可压缩，蒙皮在弯曲变形过程中会在波纹间局部产生变形褶皱现象，但是现阶段针对柔性蒙皮的研究多限于结构设计与变形性能方面，很少涉及蒙皮变形褶皱问题。

技术实现要素：

本发明为了解决变弯度机翼柔性蒙皮在弯曲变形过程中出现褶皱的问题，发明了一种具有异形硅橡胶面板和波纹芯体的柔性蒙皮褶皱抑制方法。该方法可通过改变异形硅橡胶面板凸起部分的形状和尺寸，来达到改善褶皱抑制效果的目的，适用于具有不同波纹构型的变弯度机翼柔性蒙皮。

本发明的技术方案：

一种柔性承载波纹结构的弯曲褶皱抑制方法，通过对柔性承载波纹结构蒙皮的硅橡胶面板进行再设计，形成异形硅橡胶面板以实现蒙皮变形褶皱抑制；该柔性承载波纹结构主要由纤维增强树脂基复合材料波纹芯子1以及异形硅橡胶面板2构成；异形硅橡胶面板2的外表面的平面，内表面为凹凸结构，凸起部分的侧壁为硅橡胶面板提供支持力，抵抗蒙皮弯曲变形过程中的弯矩，同时因异形硅橡胶结构凸起部分的存在增加了硅橡胶面板的局部厚度，从而达到抑制蒙皮褶皱变形的作用。

所述柔性承载波纹结构蒙皮是由复合材料波纹芯子与硅橡胶面板所构成的波纹夹芯结构。

所述硅橡胶面板由异形硅橡胶面板成型模具成型。

所述异形硅橡胶结构的凸起部分的形状不限于是梯形。

所述异形硅橡胶结构的形状、结构尺寸以及布局设计可以根据柔性蒙皮的变形大小和褶皱情况进行设计调整。

所述异形硅橡胶面板2粘结在波纹芯子上采用的粘接剂不限于环氧树脂胶。

本发明的有益效果在于：(1)能够有效解决具有波纹结构的柔性蒙皮变形褶皱问题；(2)可设计性强，可以根据褶皱程度完成结构形状、结构尺寸设计，且后续还可对结构进行轻量化、柔度优化设计；(3)应用范围广，该方法适用于不同构型的波纹夹芯柔性蒙皮；(4)该方法可操作性强，且材料成本较低。

附图说明

图1为本发明所采用褶皱抑制方法的柔性承载波纹结构蒙皮示意图。

图2为本发明中所采用的一种异形硅橡胶面板截面示意图。

图3为本发明中异形硅橡胶面板成型模具示意图。

图4为本发明中波纹芯子结构模具图。

图5为未使用本发明的波纹夹芯柔性蒙皮褶皱情况示意图。

图6为本发明对波纹夹芯柔性蒙皮褶皱抑制作用示意图。

图中：1波纹芯子，2硅橡胶面板，3异形硅橡胶面板截面

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明中一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面根据本发明的技术方案和附图说明详细地说明具体实施方式：

1)本发明所涉及的一种柔性承载波纹结构的弯曲褶皱抑制方法，包括柔性波纹芯子结构1、异形硅橡胶面板2、异形硅橡胶截面3。本实施例中，柔性承载波纹结构蒙皮由复合材料梯形波纹芯子以及异形硅橡胶面板组成。

2)根据波纹芯子的尺寸参数确定异形硅橡胶面板的面板厚度t，凸起部分高度h，进而确定异形硅橡胶面板成型模具的尺寸参数。

3)将被树脂充分浸润的纤维布按照预先设计的铺层顺序铺放在涂抹脱模剂的波纹芯子成型模具上，常温固化24小时后，进行脱模处理，完成波纹芯子制作。

4)按照10:1比例混合道康宁硅橡胶a、b胶液，并用玻璃棒搅拌均匀，排除胶液中的气体。

5)待胶液中无气泡残留后，将其倒入异形硅橡胶面板成型模具中，静置，然后放置于真空加热箱中，温度设置100摄氏度，时间为90分钟，待加热完毕后随炉冷却至室温，完成异形硅橡胶面板制作。

6)在分别成型波纹夹芯柔性蒙皮的波纹芯子以及硅橡胶面板后，利用环氧树脂胶粘接剂，完成硅橡胶面板的粘接。

7)完成柔性承载波纹结构蒙皮制造后，对蒙皮进行三点弯测试，验证方法的褶皱抑制效果。

本发明在波纹夹芯柔性蒙皮的基础上，通过对硅橡胶面板进行再设计，形成异形硅橡胶面板达到抑制蒙皮变形过程中的褶皱问题，可通过改变异形硅橡胶面板凸起部分的形状和尺寸，进一步改善本发明的抑制效果，为波纹夹芯柔性蒙皮的变形褶皱问题提供一种解决方案。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。