复合材料构件设计知识库研究与实现

复合材料在新材料技术领域占有重要的地位,以航空航天为代表的军用领域历来是复合材料重要的和传统的应用领域.由于复合材料具有高比强度、高比模量、良好的抗疲劳性、抗腐蚀性等一系列优点,而在飞机上采用高比强度和比刚度的材料制造构件意味着可以明显地减轻飞机的重量,因此,复合材料日益受到国防、军工以及航空航天等领域的青睐.     

复合材料在飞机上的应用评述

目前,复合材料在飞机上的应用已非常广泛,但在20世纪90年代初复合材料市场曾一度陷入低靡,究其原因是由于复合材料设计制造的复杂性造成了成本壁垒,人们开始认识到只有重视性能和成本的平衡,才能使复合材料展现辉煌.随着复合材料先进技术的成熟,使其性能最优和低成本成为可能,大大推动了复合材料在飞机上的广泛应用.本文在介绍国外复合材料在飞机上广泛应用的基础上,对作为技术保障的数字化设计技术和先进制造技术进行了分析研究.     

复合材料构件设计、分析、制造一体化

给出了复合材料构件一体化研制环境基本要素和一体化研制流程,并对几项关键技术进行了探讨。复合材料构件数字化定义包括几何建模和材料结构建模,总结了建模过程和数据的组成。根据当前复合材料构件分析无法基于最终真实纤维路径进行的现状,总结了接口数据的内容和组织,探讨了通过纤维路径数据到有限元网格的自动映射实现材料铺放数据的自动传递。研究了设计到自动下料系统和激光投影系统的接口数据和集成方式。     

超大型复合材料机体部件应用技术的新进展——飞机制造技术的新跨越

从超大型复合材料部件在军/民用飞机上的应用进展入手,重点介绍了复合材料在波音787机体主要结构上的应用,给出了机身复合材料部件应用的特殊性及空客公司对其所持的争议。分析了波音和空客公司在复合材料应用方面的竞争,分别以波音787和空客A380为例介绍了两公司相应的技术策略：机体整体复合材料部件制造技术和大型复合材料壁板组装成机体技术,以及迫于竞争的压力,空客公司新的应对措施,即采用全复合材料机身壁板结构,将复合材料在A350-XWB上的用量提高到52％。最后总结了复合材料部件设计制造的独特性和复杂性,并得到对中国研制大型飞机的启示。     

总装测试接地系统可靠性设计

随着总装测试技术的进步，生产工艺、产品的复杂化、系统化，以及企业安全生产的需要，对产品总装测试厂房的接地系统提出了更高的要求。通过对用于不同功能的各种常用接地方式的概括介绍，提出了适合于某型号产品总装测试厂房接地系统总体设计方案以及各种接地功能具体实施方案；阐述了解决总装测试厂房接地系统可靠性的关键是等电位连接和共用接地，使总装测试接地系统可靠性设计达到了预期的效果。为其它型号产品总装测试接地系统的设计提供参考。     

复合材料构件数字化设计制造

在飞机上应用复合材料为设计者开发轻型飞机结构提供了更广阔的空间,并且复合材料的层合结构及其性能的可设计性使其可以设计出各向同性材料无法达到的气动性能.因此,复合材料日益受到航空航天等领域的青睐,现已成为新一代飞机机体结构四大主要材料之一.     

对我国高等教育扩招的正负效应的思考

我国高等教育扩大招生规模,并进入到马丁.特罗教授理论中的“大众化“阶段,这是中国高等教育的进步。一方面,扩招带来的机遇和动力显而易见,这样可以促进经济发展,缩小我国同发达国家差距,使更多的人可以接受到良好的教育;另一方面,扩招带来的负效应不容忽视,这主要表现在高等教育质量下滑,学费高昂和就业压力增大等问题上。为此提出一些建设性意见,希望从根本上减少由于扩招后的负效应给我国高等教育带来的种种冲击。     

飞机复合材料构件设计、分析和制造数据集成

实施复合材料构件数字化定义是实现复合材料构件设计、分析和制造数据集成的基础.复合材料构件数字化定义包括几何建模和材料结构建模.总结了材料结构建模过程和材料铺放数据的组成,指出当前复合材料构件分析无法基于最终的真实纤维路径进行,采用离散三角形单元的真实纤维路径来近似铺层纤维的最终状态,并利用可扩展标记语言(XML,Extensive Markup Language)文件对材料铺放数据进行了描述,探讨了通过纤维路径数据到有限元网格的自动映射实现材料铺放数据的自动传递.最后,研究了设计数据到排样下料系统和激光投影系统的集成和接口数据组织方法.      

基于知识模型的飞机复合材料构件设计知识库系统

随着复合材料在飞机上用量的日益增多,复合材料构件的设计制造成为飞机设计制造过程中最重要的环节之一.材料成形和构件成形同时完成的特点决定了复合材料在设计制造方面与金属材料相比具有独特性和复杂性,需同时兼顾材料选择、铺层设计以及制造工艺对设计的影响等.     

复合材料构件低成本技术发展趋势

对目前复合材料因成本太高限制其在航空企业应用的现状作了分析,提出通过采用复合材料构件低成本技术来解决这一问题,叙述了复合材料构件数字化技术以及几种低成本成型工艺。