读来读往

复合材料先进制造技术的研发与应用是实现新型航空航天器结构先进性的重要基础和先导,本期"复材专刊"为您奉上有关复合材料设计与制造技术的最新精彩内容。本期中,封面文章由中航工业北京航空制造工程研究所高级工程师段友社等为大家综述了大飞机复合材料机翼研制技术现状;专稿介绍了航空用热压罐外固化预浸料复合材料的应用;论坛以复合材料自动化制造技术为主题,从不同角度详述了复合材料自动化制造技术的研究     

增材制造——面向航空航天制造的变革性技术

增材制造技术在航空航天应用方面具有单件小批量的复杂结构快速制造优势,未来将向着设计、材料和成形一体化方向发展。分析了增材制造在航空航天领域应用发展的3个层面,以航空发动机涡轮叶片增材制造、高性能聚醚醚酮（PEEK）及其复合材料、连续纤维增强树脂复合材料及太空3D打印为主题,介绍了增材制造技术国内外以及西安交通大学的研究状况。涡轮叶片应用增材制造工艺可以有效提高效率降低成本,未来向高性能的高温合金和陶瓷基复合材料增材制造技术发展。高性能轻质聚合物PEEK及其复合材料增材制造在高力学性能结构件、吸波功能件的成形中得到应用,将改变现有的设计与材料,推动结构与功能一体化发展。连续纤维复合材料增材制造将带动无模具纤维复合材料成形的新发展,在太空3D打印将改变未来航空航天制造模式。增材制造技术将给航空航天制造技术带来变革性发展。     

航天先进结构复合材料及制造技术研究进展

随着航天装备的发展,对轻质的树脂基结构复合材料技术提出了新的发展需求,推动了结构复合材料及其制造技术的新发展。本文重点从结构复合材料材料体系、制造方法及应用等方面介绍了近年来国内外航天先进结构复合材料研究与应用新进展,并结合航天飞行器发展需求,对未来航天结构复合材料研究与应用发展方向进行了探讨。     

自动铺丝技术及其在A350制造过程中的应用

介绍了自动铺丝技术的原理、特点、优势,并从铺丝设备、铺丝材料、铺丝工艺、应用等几个方面进行了阐述。以空客A350复合材料制造技术为背景,分析了其机体结构的制造特点以及自动铺丝技术的应用。提出了复合材料结构自动铺丝技术工程化应用关键问题。可为国内自动铺丝技术在大型客机复合材料结构成型中的应用提供参考。     

复合材料薄壁加筋结构优化设计与增材制造综述

复合材料薄壁加筋结构因具有轻质量、高强度、耐腐蚀、抗疲劳等优点,逐渐被用于航空航天、舰船邮轮、特种工程等高端装备制造。主要从薄壁加筋先进结构设计方法、复合材料增材制造工艺及复合材料薄壁加筋结构在航空航天领域的应用3个方面对当前研究进展和应用情况进行综述。针对加筋结构优化设计,概述了参数化方法、形状优化方法、拓扑优化方法及其他新型设计方法的基本原理;围绕复合材料增材制造技术,讨论了具体制造工艺的发展现状,以及其纤维铺放/打印路径规划方法;并梳理了航空航天高端装备领域中典型的复合材料薄壁加筋结构应用;最后总结了复合材料薄壁加筋结构–工艺协同设计的发展趋势及面临的关键挑战。     

哈飞成为我国复合材料结构制造中心

6月27日,“树脂基复合材料结构制造技术研究应用中心”在哈飞正式挂牌。这个由国家支持的跨行业、跨集团复合材料制造技术应用中心的建立,对我国复合材料制造技术的发展以及未来大飞机研制都将产生重大影响。     

信息与动态

国防科技工业复材应用中心成立本刊综合消息 2008年6月27日,"树脂基复合材料结构制造技术研究应用中心"在哈飞集团揭牌。该中心由国防科工局直接领导,航天科技、中国一航、中航二集团协助管理,成飞公司、哈飞公司为应用依托单位,航天703所为技术依托单位。     

新的直升机复合材料涵道制造技术

为了实现AC332 民用直升机复合材料涵道结构的高质量、低成本、敏捷快速制造,针对结构特点和各项设计要求,开展正向工艺设计,提出一种新的直升机复合材料涵道制造技术。新的直升机复合材料涵道制造技术包括零件的精准制造技术、涵道结构胶接装配技术、精加工技术,对技术加以展开论述,介绍技术的应用情况;与传统的海豚直升机的涵道制造技术从多方面进行对比。结果表明：新的直升机复合材料涵道制造技术达到了降低成本、缩短制造周期、简化工装、提升质量、保证接口精度的效果,对其他直升机大部件的精准制造有重要的参考价值。     

浅谈民用大飞机结构技术的发展

 在分析了世界上先进的大型民机发展和研究计划后,分析和总结了大型民用飞机结构技术发展的总体趋势。介绍了用于先进大型飞机中选材、结构设计、先进的制造技术、机构强度分析、防雷击技术的现状和趋势。结论是复合材料将代替金属结构,而金属结构的设计、制造也将随之发展,以解决采用复合材料带来的新挑战;先进的数字化结构设计和仿真正代替传统的图纸设计。相应的分析和仿真工具如CFD等将应用到数字化设计中,在新型飞机设计中,将大大减少试验并改善质量;一些新概念的结构将广泛应用到飞机结构中,如智能材料结构在机翼上的应用,以改善空气动力、飞机的气动弹性控制和结构的健康监控。     

复合材料世界

2011年法国巴黎JEC复合材料展在巴黎展览会议中心圆满落幕。今年JEC复合材料展的主题主要涵盖了复合材料的革命性创新,自动化制造和机器人技术,复合材料的应用,以及复合材料领域的合作,为业内人士带来关于复合材料制造应用     

自动化领跑航空复合材料的应用

随着复合材料在航空工业应用的增长,复合材料零部件及结构应用自动化也将随之扩展。《复合材料市场报告》的工业分析师ChirsRed指出,今后10年内用自动化制造技术生产的航空结构量将大幅度上升。     

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。     

自动铺带技术与大飞机复合材料结构

铺带工艺在提高复合材料在商用飞机及军用飞机上的使用方面起到了重要的作用。随着越来越多的零件从铝转换成复合材料,铺带将持续成为一个高可生产性和划算的解决方案。未来应用的例子会包括商用飞机复合材料机翼、民用结构零件以及汽车和其他运输工业的结构零件。相信通过大飞机项目的研发、设计制造,我们可以掌握复合材料自动铺带技术,为大幅度应用复合材料飞机结构积累经验。     

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。     

读来读往

复合材料在航空领域的大规模应用不仅带动了相关技术与装备的研究,也吸引了更多读者关注复材技术与应用,真诚地希望本期复合材料专刊能够为读者带来更加充实的感受。封面文章为读者详细叙述了MPAC自动钻铆机的原理及应用情况;专稿对航空碳纤维复合材料构件无缺陷制孔方法进行了深入探讨;论坛以复合材料检测技术为主题,从不同侧面反映当前复材检测技术的动向及现状;本刊与JEC的合办栏目"JEC复合材料·世界"为读者刊登了来自世界各地的最新研究成果,为读者了解国内外复材技术的发展动态提供借鉴;JEC巴黎复合材料展是业界人士关注的热点,本期的特别关注将会为读者带来本次展会的介绍……     

复合材料结构健康监测技术在飞机中的应用

结构健康监测(SHM)实现了工程结构设计与使用上的技术性跨越.将SHM应用于复合材料中,使得智能结构的设计与制造成为了现实.文章重点阐述了飞机复合材料结构SHM技术所面临的技术问题.SHM使飞机复合材料结构得视情维修以及降低其使用周期内成本成为可能,可以促使复合材料结构设计与制造的优化,最后指出了为实现复合材料SHMS所需要重点研究的理论与技术.     

3D打印连续纤维增强复合材料研究现状综述

纤维增强复合材料因其优异的力学性能已被广泛应用于各工业领域,但由于传统制造工艺的限制,复合材料依然无法应用于一些具有复杂构型的结构。近年来,3D打印技术的快速发展有望实现复杂几何形状复合材料结构的有效制造,从而进一步拓展复合材料的应用范围。连续纤维增强复合材料3D打印技术的成熟应用对于中国高端装备的制造具有重要意义。从力学性能角度出发,对3D打印连续纤维增强复合材料的研究现状进行综述分析,重点分析了打印温度、打印层厚度、增强纤维类型、材料堆叠方式、纤维体积含量、打印扫描间距等工艺参数对复合材料力学性能的影响机制;讨论了3D打印复合材料在典型载荷下的力学性能及损伤演化规律,明确了影响/制约其力学性能的主要原因;介绍了3D打印复合材料的强度/刚度分析预测方法,并对研究发展趋势进行了总结和展望。     

卫星结构轻型化与复合材料应用

本文阐明了卫星结构轻型化的基本途径是采用先进复合材料。本文较详细地综述了国内外卫星复合材料结构的发展、应用、结构形式和采用复合材料的种类,进一步说明采用复合材料制造卫星结构,功效尤为显著。文中还简述了增强材料、树脂基体与卫星复合材料结构制造技术的发展。     

直面外部困局 风景这边独好——中国复合材料工业重点领域应用回顾及发展展望

未来5年内,复合材料技术发展趋势将会呈现以下特点:一是以碳纤维为主的高性能复合材料的发展将会加快;二是创新设计取代"替代材料"设计;三是低成本一体化制造技术成为趋势;四是自动化、大型化、高精度制造装备日趋成熟;五是在设计、制造、使用等各个环节中,环保的思想和理念得到广泛认同。     

我国航空复合材料技术发展展望

概述了中国航空先进复合材料技术的现状和未来发展。现已形成一支从事复合材料构件材料、分析、制造、检测、维修等的科研与生产队伍。树脂基复合材料已用于飞机次承力结构，今后将进一步提高树脂基复合材料技术和应用水平，使复合材料在飞机结构重量中占较大的比例，并获得更好的减重效率。