《表1 缩比件尺寸检测：分瓣金属模辅助缠绕工艺成型舱段缩比件》

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《分瓣金属模辅助缠绕工艺成型舱段缩比件》

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对所制的两个舱段缩比件的外观进行检测，结果表明分瓣金属模可以成型出外形完整的缩比件。依据设计尺寸对所制得缩比件实际尺寸进行了检测，结果如表1所示。分析表中数据可以得出以下结论:两次成型的缩比件尺寸与设计尺寸基本吻合，这充分证明了本文所述的组合式缠绕模具可以制备出外形完整、尺寸满足要求的舱段复合材料构件，并且分瓣金属模辅助缠绕工艺可以一次整体成型出内网格加强筋圆柱壳构件。由于模具材质与制件材质的热膨胀系数不同，因此设计模具时要考虑尺寸补偿。铝的热膨胀系数为24×10-6/℃，钢的热膨胀系数为12×10-6/℃，碳纤维的热膨胀系数为2.1×10-6/℃，通过模具热膨胀补偿公式XM=XP[1+（αM-αP）（Tgel-Tuse） -Sτ][6]计算出模具的收缩率为0.99897。金属模两端通过螺钉锁紧，沿轴向方向受约束，导致其受热膨胀时主要沿径向膨胀，因此缩比件的壳体壁厚就是最直观的反映。从表1可以看出，第一次制备的缩比件壳体壁厚为1.416 mm～1.616 mm，第二次制备的缩比件壳体壁厚为1.437 mm～1.630 mm，壳体设计壁厚为1.4 mm～1.7 mm，完全满足设计要求。对于前、后端框端面平面度，壳体纵轴线对前、后端框端面垂直度等检测项虽未满足设计要求，但可通过后续加工达到设计要求。从检测数据中还可以看出，前后端框的厚度和壳体壁厚尺寸均匀性不够理想，主要原因在于纤维预浸料在固化之前处于蓬松状态，合模很难合到位，导致成型厚度尺寸不均匀。另外，从工艺过程中可以看出，此类分瓣金属模在合模脱模过程中需要将模具外模、端框法兰、定位环、分瓣芯模等零件组装和拆除，人工劳动强度大。