复合材料制造模拟技术推动工艺和设计的创新

Letov公司目前的项目是为主机厂制造卡箍。卡箍是机身结构中用到的很小的接合件。一个标准的卡箍由2个部分组成。为了降低生产成本和重量,Letov的工程师们探索着研发一种只需简单的一扣,而没有损伤力学性能的集成卡箍。为了完成这一目标,他们使用ESI的复合材料成型模拟软件PAM-FORM来分析和优化具有复杂形状的复合材料集成卡箍的成型工艺。PAM-FORM也被用来优化模具设计。     

节约吸引着材料研究人员

减轻和降低飞机、导弹、宇宙飞行器结构重量和成本是一种吸引力,它推动着波音公司的材料研究、发展和应用计划。该计划包括从熟悉的全属到先进的复合材料在全属和非全属材料两方面齐头并进地开展研究的目的是在于保证公司能够吸取和应用两方面成果:即铝、钢和钛等常用材料的逐步提高以及石墨—环氧复合材料等新材料研究工作所孕育着的根本变革。     

复合材料加筋壁板制造成本的快速估算模型

为了能够在设计阶段早期对复合材料加筋壁板制造成本进行快速估算,提出了一种以结构设计重量为主要驱动因素的制造成本估算模型。该模型的关键是考虑了诸如材料成本比重系数、制造工艺系数、蒙皮形状系数、筋条形状系数、材料利用率系数等合理取值。以某验证试验的试验件制造成本估算为例,估算成本与实际制造成本的偏差为10.8%,说明了采用该方法对复合材料加筋壁板制造成本进行快速估算的结果是可以为设计人员提供决策依据的。     

复合材料结构的成本模型

在航空领域,对复合材料的有效重量控制非常严格,导致其制造困难,而且成本很高。为了研究这种矛盾,作者正在研究一种方法,以用于评估复合材料制造和装配成本与几何结构、复杂性和制造方法的关系。     

二十一世纪的航空技术(10)——材料与结构(下)

亚音速运输机的关键技术在材料与结构方面适用于商业运输机的技术进步,大部分可以转用于其他业音速飞机。 机体 纤维增强聚合物基复合材料具有降低结构重量比与成本的巨大潜力。在商业运输机的主要结构上大量使用比例复合材料,仍然有三个令人担心的重要问题。生产成本高、耐久性、维修性和修理方面还有许多不确定的问题,生产需要大量的基建投资。为获得具有竞争能力的复合材料机体,减少零件数目和便于自动化生产的结构概念至关重要。采用复合材料,不论     

复合材料平尾中央翼的界面强度分析与改进设计

正复合材料与金属相比有较高的比强度与比模量,因此复合材料整体结构设计与生产技术是减轻结构重量、降低生产成本的一种有效途径,是目前国际上飞机复合材料结构设计与制造领域重点发展的关键技术之一。自20世纪60年代开始,复合材料零部件开始得以在直升机上应用,使直升机的重量效率(有效载荷/起飞重量)有了大幅度提高。复合材料在直升机上的应用经历了从次承力结构至主承力结构缓慢发展的过程。尽管已大量应用于直升机     

高性能热塑性复合材料在大型客机结构件上的应用

先进复合材料已经成为大型客机的首选结构材料,其用量占机体重量的百分比更是成为衡量民机先进性的一项重要指标[1-2].目前,波音公司最先进的飞机波音787上复合材料用量占结构总重量的50％;而空客公司A350飞机上的复合材料用量也由原先的37％增加到现在的53％.尽管两大飞机制造公司对复合材料在飞机结构减重方面取得的效果表示满意,但仍对选择金属还是复合材料存在强烈抗争,对复材在飞机上用量的进一步扩大持谨慎的态度,原因是目前飞机结构上广泛使用的复合材料主要是热固性树脂基复合材料,其材料制造成本较高,且制造过程使用的预浸料/热压罐技术也非常昂贵.     

先进复合材料制造工艺成本估算模型研究现状

降低制造成本是复合材料推广使用的必经之路,建立成本估算模型是定量评价复合材料工艺成本的基础和降低复合材料工艺成本的重要技术手段。复合材料制造设计的核心就是针对特定产品选择最佳的材料和制造工艺,实现产品性能与成本的最佳平衡。而成本估算模型可以在工艺过程与成本之间建立定量关系,这是制造设计的关键组成部分。本文对国外先进复合材料制造成本估算模型研究的现状进行了总结和评述,给出了主要成本估算模型的类型、建模方法以及各自的特点及适用范围,提出了基于成本估算模型的工艺 性能 成本集成分析的未来研究方向。     

某型通用飞机复合材料机翼结构的优化设计

正与金属材料相比,复合材料具有比强度和比刚度高、性能可设计和易于整体成形等许多优异特性,越来越多地应用到飞机结构上。理论分析表明,采用复合材料制造飞机主体结构可以使结构重量减轻20%~30%。结构重量的减轻导致所需的机翼面积减小、所需推力减小,从而使发动机重量减轻,进而提高发动机燃油使用效率、减低油耗。结构重量减轻30%,燃油消耗可以降低7%~15%,直接降低了运营成本。因此,研究复合材料机翼结构优化     

用动态介电分析技术监控复合材料的固化过程

以高模量碳纤维为增强体的复合材料具有较钢、铝、钛合金高得多的比强度,比模量和耐疲劳性能,对于减轻飞机的结构重量来说,这是一种很有发展前途的飞机结构材料。据专家们推测,到本世纪末,作为高性能战斗机结构用的复合材料,将从目前的百分之几上升到百分之五十左右。     

大型复合材料构件数字化加工工装与装置的开发与应用

复合材料是由2种或2种以上不同性质的材料,通过物理或化学方法复合而成的一种综合性能优于原各组成材料性能、能克服单一材料缺陷的新型材料.根据材料的结构、性能或组成,复合材料可分为多种类型.其中,碳纤维/树脂复合材料(简称C/E复合材料)作为一种典型的先进复合材料,具有重量轻、模量高、比强度大和耐腐蚀等一系列优点,在诸如飞机机翼、大型运载火箭舱段、航天飞行器舱体等航空航天与国防军工产品的研制与生产中得到越来越广泛的应用.例如,波音787"梦想"飞机为大幅度减轻结构重量,大量采用了复合材料,所用复合材料占50％左右,提高燃油效率20％[1].     

国外航天领域用特殊材料概况

本文简述了目前国外航天领域所用特殊的金属材料、结构复合材料防热材料、密封材料和功能材料等的应用情况。这些特殊性能的新材料使航天飞行器的重量减轻,工作性能提高,有效载荷增加,发射成本降低。     

MRO LINK

<正>设备供应商经济舱座椅法国Expliseat公司联合Roctool公司、赫氏复合材料公司、昙卡集团和AP科技公司推出的钛-复合材料座椅的重量仅为4千克,大约是当前市场上最轻的同类产品重量的一半。该座椅选用了赫氏公司的Hex Tow AS4 12k高强度纤维以及昙卡集团的高性能热塑性树脂,复合材料与钛金属的配比平衡,座椅结构具有良好的柔韧     

多工况下复合材料层合板开口补强优化设计

复合材料层合板广泛应用于航空航天结构,其开口补强问题一直备受关注。以含大开口的复合材料层合板为研究对象,针对拉伸、剪切、压缩三种不同工况,分别采用不同材料和不同补强型式进行补强结构优化设计。以补强结构重量为目标函数,采用多级优化方法,对补强结构参数进行优化设计。对不同补强型式,不同补强材料下的重量特性进行对比分析。结果表明：在不同工况下,相较于螺接补强和共固化补强,插层补强型式较优,结构重量增加较小。     

A350的复合材料构件制造

A350是迄今为止被认为复合材料用量占全机结构重量比例最大的一种客机,其复合材料结构重量占全机结构重量52％,超过了波音787复合材料结构重量比例的50％.由于复合材料构件都比较大,质量要求更加严格,在设备上、工艺流程上也带来了许多新的要求,本文即对该飞机的复合材料大型构件的制造进行阐述.     

结构健康监测技术提高飞行器性能——访飞行器健康管理专家卿新林教授

():您是结构健康监测技术领域的专家,尤其是复合材料结构健康监测,请为我们简要地介绍一下结构健康监测技术在先进复合材料中应用的重要性和前景. 卿新林:飞行器结构正朝着大型化与智能化方向发展,结构的大型化与智能化对材料性能提出了更为严格的要求,不仅要求材料具有更高的强度和刚度以减轻结构重量,同时要求材料在特殊服役条件下具有特殊的性能.     

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。     

民用飞机设计参考机种之一波音717-200双发涡扇运输机

波音717-200是一架双发涡扇运输机,设计有基本重量和最大重量两种类型;机体主要部分均按DC-9/MD-80;大量使用复合材料结构;采用两台BWW RR715涡扇发动机;系统和电子设备成本较低,技术先进;整架飞机跨国生产.     

免维护的增强型铝基复合材料

最近,GTM 先进结构公司、美国Aloca 铝业公司和荷兰 Delft 工业大学共同研发出一种名为中心增强型铝基复合材料 CentrAl(centrAl Re-inforced Aluminium)的特殊材料。CentrAl 材料是由一层纤维金属板和几层高强度的铝板复合而成,比铝轻、比碳纤维复合材料的强度高,而且具有不易破环、耐疲劳、耐腐蚀的特征。据研发者称,CentrAl 不仅比用于     

飞机座椅复合材料面板抗冲击性能

复合材料由于具有较大的比强度和较高的比刚度、抗冲击性能好、材料性能可设计等特点，应用于航空结构中可以显著地减轻结构重量，改善结构的力学性能。利用MSC．Dytran有限元软件对飞机座椅复合材料面板结构进行高速冲击响应分析，并将分析结果与试验结果进行比较，结果表明：A类复合材料板具有较好的抗冲击性能。