方宜武，王显峰，顾善群，肖 军

（南京航空航天大学 材料科学与技术学院，南京 210016）

在自动铺丝成形中，为了使复合材料构件满足一定的力学、结构、工艺等要求，预浸料丝束通常遵循一定的铺放方向。铺丝头按一定的路径运动，将预浸料丝束铺放于模具或铺层上，可能会使其发生侧向弯曲［1］。通常预浸料所允许的侧向弯曲量很小，否则会引起预浸料皱褶和纤维屈曲［2，3］，这会降低后续铺层的铺放质量［4］，进而降低固化后构件的力学性能，Adams和Hyer证明其最大降低幅度可达36%［5］。

对预浸料侧向弯曲引起的皱褶和屈曲的研究往往是通过经验或半经验的方法，而未对其形成机制和影响因素做出规律性的分析。Ng和Vizzini［6］通过使用基于光纤的过程测量技术，检测皱褶形成过程中随时间和铺放压力的变化关系；Zhou［7］在模压成型的固化阶段，使用大功率超声波建立对皱褶形成有重要影响的关键材料和工艺参数，发现较高的模具温度和较低的成型压力可以减少皱褶的形成；Nagendra等［8］通过优化纤维铺放路径的方法，得出其所用铺放设备的铺丝头最小偏转半径不小于635mm时，才能使预浸料丝束弯曲时不发生波浪形皱褶；Beakou等［3］通过数学建模推导出预浸料屈曲半径的理论公式，但较为繁琐，且未能将各工艺参数包含其中。

本工作根据预浸料侧向弯曲的受力和结构特点，对基于自动铺丝的预浸料侧向弯曲特性进行分析，在直接推导出预浸料屈曲半径与黏附力关系式的基础上，考察自动铺丝温度、压力、速度和预浸料黏附力等工艺参数对侧向弯曲的影响。……