热压罐和RTM生产复合材料框的承弯能力对比研究

实验对比了热压罐和RTM两种工艺制成的复合材料框的承弯性能，机身普通框是机身结构的环向构件，是主要承力结构，主要承受轴向、剪切和弯曲载荷，其中弯曲破坏是主要的破坏模式。本实验测试了复合材料框的承弯能力。

试验件是一个半圆框，规定铺层，0度为环切线方向，90度为环半径方向。两组实验分别采用热压罐和RTM（传递树脂成形），第1、2组分别用了CYTEC和汉高的预浸料单向带和织物，第3、4组分别用了SAERTEX的织物纤维和CYTEX、汉高的RTM树脂。

实验过程，在半框的两个自由端施加向外的拉力，使得在顶点产生最大弯矩。两端1/4处固定，为了提高端部的刚度和承载能力，半框的端部的内侧用铝块和硅胶填充。为了防止试验件翘曲，将试验件平放在地板上，并压上三块板来限制垂直方向变形。加载发现，复合材料框在其平直段与弯曲段过渡截面的外缘条在压应力作用下，局部失稳后压损破坏。缘条迅速分层并拓展，导致截面破损。

结果表明，RTM技术制成的复合材料框的承弯载荷低于热压罐约20%，因为RTM成形技术制造出来的复合材料的各层间强度较小，更容易发生分层破坏。但良品率较高，约为90%，成本低约30%，两种方法各有利弊，均适用于机身普通框的结构设计，RTM作为一种新兴工艺适合工程使用。