民用飞机复合材料结构设计使用规范浅析

简述了国内外民用飞机复合材料结构设计使用规范的应用与发展历程,对比分析了国内与国外在使用规范上存在的几点差距,结合国内复合材料的实际情况,提出了缩小与国外差距的几点建议和措施。     

复合材料力学性能表征标准化研究新进展

概述了聚合物基复合材料性能表征的特点,比较了国内外复合材料性能标准,分析了我国在这方面与国外的差距,并从引进国外最新技术、表达准则的编制与推广应用、力学性能测试和数据库等几方面分别简述了复合材料性能表征标准化研究的新进展.     

飞机复合材料结构少无应力装配方法研究与应用进展

随着复合材料在新一代飞机机体上用量的大幅增加和应用范围的不断扩大,复合材料结构对装配质量和装配方法提出了更高的要求。系统总结、详细阐述了近年来飞机复合材料结构少无应力装配方法的国内外研究进展和应用情况,指出了国内在飞机复合材料结构装配应力控制技术方面的不足与差距以及未来的研究与应用发展方向。     

无人机结构复合材料应用进展

先进树脂基复合材料在国外无人机上得到了广泛应用,国内先进树脂基复合材料在大型无人机上的应用才刚刚开始,与国外先进技术相比还存在不小差距,为满足未来无人机的高空、长航时、功能性、经济性等各种高性能需求,国内应积极地开展复合材料在无人机上各种关键技术的研究和应用。     

基于思维导图方法的复合材料中介机匣设计

为了进一步降低中介机匣质量,达到下一代航空发动机总体给定的质量指标,应用复合材料对现有的全钛合金中介机匣进行改进结构设计。在目前中国复合材料性能与国际先进水平尚有一定差距的情况下,利用思维导图方法对中介机匣的功能和主要结构特征以及主要限制条件进行了详细分析,从工程实际角度出发,确立了复合材料中介机匣的结构设计准则,运用次要承力部位上使用复合材料的结构设计手段,完成了复合材料中介机匣的结构设计,实现了中介机匣减质约8%的目标,满足了总体指标要求。     

航空发动机用新型高温钛合金研究进展

TiAl和SiCf/Ti复合材料将是新一代高推重比航空发动机用的两种关键结构材料。国外已完成材料研制、应用研究与零部件试验考核等大量研究工作,将很快在下一代新型航空发动机上获得应用。我国目前在TiAl合金工程化应用研究、典型零件研制与考核试验等方面与国外尚存在较大差距。而SiCf/Ti复合材料刚刚进入应用研究阶段,SiCf/Ti复合材料零件设计与制造经验欠缺。     

复合材料液体成型技术在飞机上的应用及发展北大核心CSCD

总结了近年来欧美国家执行的一系列推动复合材料在飞机上应用的发展计划,阐述了发展液体成型技术对于航空复合材料领域发展的重要性和价值。对技术发达国家具有代表性的军民用飞机中复合材料液体成型技术及工程化应用现状展开了分析和概括,对比阐述了国内航空复合材料液体成型技术代表性进展和应用状况,总结出我国相对于发达国家存在的技术差距。在此基础上概述了航空复合材料及液体成型技术的发展趋势。     

一代飞机 一代材料 谈复合材料技术发展及我国航空工业面临的挑战

近40年来，复合材料在军民用航空产品上的应用取得了长足的进步，它给飞机设计及航空制造业的发展带来了深远影响。与世界航空发达国家相比，我国航空工业在复合材料研究和应用方面存在着全方位的差距，要尽快赶上时代步伐还需转变观念，理顺关系，奋起直追。     

航空复合材料结构铆接技术综述

当前复合材料已成为飞机结构最主要的材料之一,然而我国复合材料应用与世界先进水平相比还存在一定差距,典型特征是复合材料用量占比较低。和金属结构相比,连接是复合材料结构制造与装配的薄弱环节,复合材料各向异性、脆性等特点决定了其连接面临的问题更复杂。复合材料结构采用铆接对于飞机减重、控制制造成本具有积极作用,但复合材料铆接易产生损伤,限制了其在关键连接部位应用。对航空复合材料结构铆接技术的应用进行了系统介绍,包括铆接工艺及方法、复材铆接结构形式和复材铆接所用紧固件;指出铆接过程中复合材料产生损伤的3个主要方面：制孔过程的损伤,铆接过程复合材料结构表面承受的冲击损伤,以及镦头成形、钉杆膨胀时对复合材料的挤压损伤;重点针对安装过程对复合材料造成的冲击损伤、铆钉膨胀对复合材料造成的挤压损伤进行分析并提出相应的解决措施,主要从减小钉杆膨胀对复材的挤压程度、对复合材料采取保护措施两个方面入手;对比研究结论认为,制定合理的工艺规范、采用先进的铆接工艺方法和重视垫圈的保护作用可以有效抑制复材铆接损伤、提高复材铆接质量。最后,对复合材料铆接技术的发展提出了展望。     

复合材料技术与大型飞机

 给出了先进复合材料在大型飞机上应用的历史和现状,特别是在B787和A380等机种上的近期应用。指出了应用是从小到大、从少到多、从弱到强,一步一步走过来的。分析了应用的技术基础,说明了复合材料是一个性能优异的新材料,这是前提基础;其次应用是各种预研计划认真执行的结果;低成本复合材料技术是应用的重要前提,包括低成本的设计技术、制造技术和材料技术;30多年来复合材料技术的进步是坚实的保障。指出了中国于复合材料技术领域存在的问题和差距,提出了发展中国大型飞机复合材料技术的相关建议。     

复合材料热压罐成型工艺仿真技术研究综述

工艺仿真技术是大型复合材料构件制造的重要支撑技术。在西方发达国家,仿真技术在大型复合材料主承力构件制造中的应用已趋于成熟。近10年来,我国工艺仿真技术研究也取得了阶段性成果,但是距国际先进水平仍有较大差距。对国内外复合材料热压罐成型工艺仿真技术研究现状进行综述,结合近期研究工作分析了国内航空制造领域对复合材料仿真技术的需求。最后,根据国内仿真技术现状对复合材料热压罐成型工艺仿真技术的发展提出建议。     

先进复合材料在无人机上的应用

为满足未来无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)的高空、长航时、强机动性、功能性、经济性等各种高性能需求,先进复合材料在国内外无人机上的应用愈加广泛;但我国无人机研制中采用复合材料的比例和技术水平较国外尚存在一定差距,复合材料制件成本是制约其应用的主要因素之一。本文介绍无人机在国内外发展的历程,概述复合材料在无人机上的应用,总结无人机复合材料的一些关键技术,提出了问题和建议并指出发展趋势。为了加快我国复合材料在无人机行业应用的步伐,应在引进国外自动化技术的同时,坚持以工艺可行性和稳定性为出发点进行复合材料的结构设计以降低复合材料结构成本,并积极发展各种液体成型技术、仅真空袋非热压罐材料(bag vacuum only-out of autoclave, BVO-OoA)材料和工艺以及对传统模压工艺进行改进研究。     

以“桨”为力,助鲲龙长空万里 航空工业惠阳质量构建新思维——“文化引领、责任当担、规范践行、创新提升”

<正>惠阳航空螺旋桨有限责任公司(以下简称航空工业惠阳)是国内领先的大型航空螺旋桨、复合材料叶片专业化科研生产企业,也是直升机动部件的重要生产基地。建厂60年来,惠阳在坚持自主创新的基础上,不断探索航空螺旋桨的前沿技术,实现了木质螺旋桨、金属螺旋桨、复合材料螺旋桨的技术飞跃,成为我国领先的航空螺旋桨系统、复合材料叶片专业化企业,大大缩短了与国际先进航空螺旋桨研制水平的差距。航空工业惠阳紧跟型号需求,自主研制的JL-4A/1复合材料螺旋桨不仅助力国产大飞机飞得更高、更远,也是我国首次按照适航要求研制的复合材料螺旋桨,产品性能达到国际先进水平。历经60余年的风雨洗礼后,在发展过程中航空工业惠阳形成了深厚的质量文化积淀。惠阳人始终坚信“质量就是生命”的理念认知,并持续推崇“质量第一”的观念共识。     

复合材料-钛合金混合结构多钉连接钉载分布及有限元计算

连接部位通常是复合材料结构强度的薄弱环节,复合材料的多钉连接由于存在钉载分配不均匀性而 降低了其连接的强度,因此确定钉载分布规律及其影响因素对提高多钉连接的传载效率具有重要意义。以复 合材料-钛合金混合结构为研究对象,分析凸头、沉头两种紧固件连接下复合材料板间共固化、胶接和分离三 种装配形式的钉载分配特性以及不同装配形式对钉传载荷的影响;利用应变电测法测量连接区钉孔的应力分 布;采用 ABAQUS软件建立三维有限元实体模型,对钉群的钉载分配行为进行仿真分析及试验验证。结果表 明:除沉头铆钉复合材料板共固化连接件的钉载分配呈加载端至支反端逐渐递减的阶梯状外,其他各形式连接 件的钉载分配皆呈两边高、中间低的浴盆状,仅各排钉载所占比例有所区别;复合材料板分离件各排钉载差距 最大,胶接件次之,共固化件差距最小。     

新一代大型飞机材料技术

飞机的"油耗"是航空公司特别关注的指标。最新的波音787承诺可降低油耗20%,其中通过大量使用复合材料(用量将为50%)可降低油耗8%;A350为了在竞争中取胜,在其改进方案 A350XWB 中使用复合材料可达52%;150座级的波音737和 A320的后继机也将大量使用复合材料。我国的大型飞机项目已经上马,在大飞机材料的应用方面我国与欧美国家有哪些差距?在选材方面应注意哪些问题?带着以上问题,记者采访了北京航空材料研究院的曹春晓院士。     

CF/PEEK超声原位固结铺放及其复合材料力学性能

热塑性复合材料自动铺放（ATP）原位固结成型是未来航空复合材料结构件的发展趋势,缩小其制件与热压制件性能的差距具有工程实践意义。基于超声原位固结成型工艺,制备碳纤维增强聚醚醚酮树脂基复合材料（CF/PEEK）层合板,并与铺放后热压和直接平板热压试样比较力学性能差异,为热塑性复合材料的自动铺放提供参考。结果表明,超声热源能够满足CF/PEEK铺放的能量要求,功率的增加和铺放速度的降低有利于铺层结合;与平板热压试样相比,铺放成型试样的孔隙率高,纤维存在部分损伤;在节省了平板热压后固化周期的情况下,超声铺放单向层合板试样拉伸强度、拉伸模量和层间剪切强度分别为1.32、113.8 GPa和39.2 MPa,达到了直接热压试样的80.4%、84.8%和65.1%,在经过热压后固化后,分别提高到直接热压的92.1%、92.6%和82.5%。超声原位固结成型试样的简支梁摆锤冲击失效形式为分层,其经过热压后,孔隙率下降,铺层结合强度提高,试样的冲击失效形式为断裂,与直接热压的相同。     

航空用粉末冶金颗粒增强铝基复合材料研制及应用

简要分析了颗粒增强铝基复合材料的性能优势,阐述了铝基复合材料基体与增强体组元匹配性设计准则,评述了国内外粉末冶金工艺制备的颗粒增强铝基复合材料组织与性能特点。此外,较为详尽地总结了国内外先进颗粒增强铝基复合材料坯锭与构件的工程化制备技术以及复合材料无损检测的研究现状。最后还列举、分析和展望了颗粒增强铝基复合材料在航空领域的应用方向。     

基于有限元方法的复合材料层合板自由振动分析

利用有限元分析方法分别研究了正交各向异性、对称角和反对称角铺设的正方形复合材料层合板的线性和非线性自由振动问题.结合一阶剪切变形理论推导出层合板自由振动的有限元方程,构造了三维有限元模型,并对其基频进行计算.数值结果与其他的文献的结果对照表明,用有限元方法求得的基频与用各阶剪切变形理论求得的结果非常接近,但对于厚板结果与经典Kirchhoff的结果有一些差距,对于其他理记是一致的.     

碳纤维/ 氰酸酯复合材料尺寸稳定性能

对碳纤维/氰酸酯复合材料的吸湿、空间放气、吸湿变形性能进行了研究,并与传统碳纤维/环氧复合材料的性能进行对比。研究表明:氰酸酯基复合材料的吸湿性能优于碳纤维/环氧树脂复合材料,且其各项空间环境性能均与环氧树脂基复合材料相当。     

飞行器结构用复合材料制造技术与工艺理论进展

复合材料结构制造工艺是复合材料应用的关键,也是结构设计得以实现的关键。复合材料制造工艺的特殊性和复杂性,使其成为了结构可靠性、制件质量和成本控制的核心技术。近些年来,随着先进复合材料在航空航天领域的广泛应用,复合材料制造技术与工艺理论得到了很大发展。本文即围绕飞行器结构用复合材料,归纳作者掌握的资料,结合作者近期研究成果,介绍先进复合材料制造技术与工艺理论的国内外研究进展,阐述复合材料工艺质量控制的主要方法,展望复合材料制造新技术的未来发展方向,以期促进我国航空航天领域复合材料用量与应用水平快速提高。