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复合材料铺层零部件设计时的主要符号及涵义

嘉峪检测网        2023-07-22 11:03

纤维取向对任何一种纤维增强聚合物(FRP)层压板的性能都至关重要,尤其是那些用于航空航天结构的层压板。设计师会仔细选择纤维类型、纤维形式(单向、双向、多轴、编织等)以及设计中每层主要纤维的轴向方向。
 
铺层方向要求在零件图上使用通用的工程视图、铺层表和方向符号来进行指定。在厚度表中使用标志注释来说明材料、拼接重叠、纤维取向公差等。在这篇文章中,我们将阐明这些信息是如何被普遍传播和理解的。
 
首先,让我们先了解一下图纸上的方向符号,它代表什么,以及它如何适用于层压板结构(图1)。通常,0°轴符号表示层压板或整体结构的主要荷载方向。ISO标准逆时针方向符号位于零件的平面图上,从层压板的背面看,该符号正好位于控制纤维方向的位置,应在层压板上进行检查。在这个单一位置控制纤维轴是非常重要的,因为在轮廓形状上纤维方向可以发生显著变化。在设计层面考虑到这一点,可以确保在整个结构中实现纤维轴向载荷。当面板为蜂窝夹层结构时,芯材显示在切口部分中,与芯材带状方向的局部标注相邻。
 
 
图1 纤维方向是可控的,可以在零件层压图纸平面视图中显示的确切位置进行检查。此图中的红色圆圈表示适用此方法的交叉点
 
使用层定义图(PDD)可以进一步描述层压板结构,该图显示在与从平面视图获得的横截面相关的详细视图中。设计师根据需要提供尽可能多的截面图和PDD,以清楚地识别和定位层压板叠层中的每个层、粘合层和组件(图2)。这种方法能够实现存在于每个截面上的层/层之间的即时通信。
 
 
图2 层定义图可以为制造提供层位置信息
 
主层合表通常与平面视图位于同一图纸上,包括零件层压板中包含的每个层合层、粘合层、组件等。层数表将始终包含层数、方向和材料信息(图3),但也可能包括指定零件编号、工程序列信息、层数拼接要求等等定义叠层所需的任何内容。一些设计者还可以在每个铺层定义图旁边使用小型迷你铺层表,以进一步澄清复杂的铺层。迷你表中的信息将始终与主层表中的信息相一致。
 
图3 层板表用于传达层压板结构信息
 
设计工程师为每一层/层之间创建一个全尺寸、未包装的平面图案布局,以便这些信息可以用于切割叠层所需的材料。全尺寸数字文件可以发送到自动层切割系统或用于制作层模板。平面图案布局的较小比例版本通常在其单独的绘图页上找到,这在确定帘布层/层配置和铺层顺序时非常有用(图4)。
 
 
每张图形都有一个零件表和注释表。这些可以在图纸的第一张图纸上找到,也可以在作为整个图纸包一部分的单独文件中找到。零件清单将包括所有适用的零件,注释将提供所有其他相关信息。
 
有两种类型的注释需要注意,适用于图纸所有元素的一般注释,以及特定于图纸字段或层表中显示标记的标志注释。铺层方向公差在一般注释中列出,并适用于平面图上方向符号所在的位置。标志注释是这样指定的,可以在层表(3)中所示的标志形符号内,也可以通过注释列表中描述的其他方式。
 
虽然上文叙述部分基础知识,但应注意的是,不同制造商的具体绘图实践可能有所不同。可能会发现不同的标记符号、层编号名称或PDD中层绘制方式的其他细微变化。
 

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来源:碳纤维及其复合材料技术