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     

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。     

浅谈航空复合材料修理技术

简要介绍了国内外复合材料修理技术现状和国内复合材料技术研究存在的主要问题,有针对性地提出了机体复合材料修理技术研究的基本要求和方法,并介绍了复合材料修复金属结构等技术,对复合材料修理技术的发展趋势进行了预测。     

复合材料胶接技术的研究进展

回顾了高聚物基体复合材料胶接技术的研究进展情况。总结了用于提高复合材料胶接强度的工艺、胶黏剂材料以及影响胶接耐久性的因素。胶接材料包括热固性和热塑性复合材料以及复合材料和金属之间的胶接。复合材料胶接的性能因复合材料的种类、胶黏剂的种类、表面处理技术的不同而有较大差异。为了获得兼顾高强度和耐久性的复合材料胶接制件,应在胶黏剂和复合材料体系选择、复合材料表面处理技术、胶接体系的试验评估和胶接设计方面开展大量的工作。     

多层多向织物复合材料力学性能分析

基于多层多向织物复合材料的细观结构,将多层多向复合材料中不同走向的纤维束看作单向复合材料,将具有不同材料主分的单向复合材料的刚度矩阵通过体积平均得到单层复合材料的刚度矩阵,再基于层合板理论通过各单层复合材料刚度得到多层多向立体织物复合材料的总体刚度矩阵,从而得到其工程弹性常数.基于所得的复合材料总体刚度矩阵,利用ANSYS对多层多向复合材料和层合复合材料的变形进行了模拟.通过对比模拟结果发现,多层多向复合材料具有更好的面内性能,多层多向复合材料的最大应力值约为层合复合材料的1/2.     

先进复合材料国防科技重点实验室的航空树脂基复合材料研发进展

归纳先进复合材料国防科技重点实验室在航空先进树脂基复合材料方面的应用和研究进展.研制出超薄热塑性无纺织物层间增韧技术以实现提高复合材料的CAI性能.设计出的多夹层结构具有多层吸收拓展频带的作用,使多夹层隐身复合材料的吸收频宽达1 ～ 18GHz.高韧性树脂基复合材料和耐高温复合材料技术得到发展,并形成预浸料-热压灌成型、液态成型和自动化制造技术体系.发展复合材料固化、树脂流动、固化变形等模拟优化技术,并建立复合材料数据库技术.建立先进复合材料国防科技重点实验室可在支撑航空装备研制,在航空复合材料创新引领、体系主导、基础支撑和保障应用方面发挥作用.     

高性能复合材料在直升机结构上的应用展望

出于减重和效率提升等目的,纤维增强复合材料在直升机结构上的用量日益增加。阐述了直升机结构设计特点与高性能复合材料应用的最佳比配性,介绍了国外直升机复合材料典型应用案例与发展趋势,总结了国内直升机复合材料应用现状与国外差距,展望了高性能复合材料未来技术需求。研究表明,国内直升机复合材料应用对比欧美国家存在技术代差;高性能结构复合材料、先进功能复合材料、结构功能一体化复合材料、低成本复合材料整体成型及复合材料高置信度虚拟认证技术是未来发展重点。     

飞机复合材料结构装配间隙补偿研究进展

复合材料因为优异的力学性能,在飞机制造中得到广泛应用。但由于制造偏差较大,复合材料构件在装配时可能出现较大间隙或干涉,此外复合材料的脆性较大,强迫装配可能使结构发生层间局部损伤,所以相对于金属材料构件,复合材料构件的装配工艺更加复杂,装配要求更高。装配间隙可以通过测量和补偿工艺来消除,但是垫片材料的力学性能和复合材料相比有较大差异,同时间隙补偿工艺缺乏统一标准,这可能会影响复合材料构件的装配性能和使用性能。阐述和总结了国内外对复合材料构件装配间隙补偿的研究进展,为复合材料构件装配提供参考。     

碳(或石墨)纤维复合材料在国外宇航上的应用

碳纤维复合材料是六十年代以来与硼纤维复合材料几乎同时发展起来的一种先进复合材料。由于具价格比硼纤维复合材料低廉,因而其发展速度大大超过了硼纤维复合材料,尤以树脂基复合材料发展更为迅速,现已用作导弹及宇宙飞行器的热防护材料和卫星、导弹及飞机的结构材料。本文着重对近年来碳纤维复合材料在国     

间隙率对平纹及三轴向织物复合材料弹性性能的影响

采用有限元分析方法研究了间隙率对平纹及三轴向复合材料叠层弹性性能的影响.首先,根据平纹织物复合材料几何构型和基本参数,建立了平纹织物复合材料的面密度和单胞边长与间隙率之间的关系;然后,建立了平纹织物复合材料的拉伸、压缩和剪切有限元模型,利用该模型分析了间隙率对其弹性性能的影响;最后,分析了间隙率对平纹织物复合材料与三轴向织物复合材料叠层弹性性能的影响.研究发现,平纹织物复合材料的比拉伸模量和比压缩模量随其间隙率的增加而略微增加,比剪切模量随其间隙率的增加减小,平纹织物复合材料与三轴向织物复合材料叠层的等效模量极曲线平纹织物复合材料的间隙率的增加而极性减弱.     

复合材料结构修理技术探究

复合材料因具有减轻结构质量、可降低油耗和提高飞行性能等优点,已广泛应用于航空航天领域。飞机在生产和服役过程中不可避免地会出现缺陷和损伤,因此对复合材料修理的探究变得尤为重要。本文介绍了复合材料无损检测方法、常见损伤缺陷及复合材料修理方法,分析了复合材料修理技术与理论的研究现状和存在问题,展望了复合材料修理技术的发展趋势。     

干涉对复合材料机械连接强度的影响

采用ANSYS10.0软件,以有限元分析为主要手段分别对间隙配合及干涉配合复合材料机械连接进行了三维模拟。在模拟过程中综合考虑了复合材料特性、螺栓与复合材料板及复合材料板与复合材料板之间的摩擦和接触以及螺栓和复合材料板的约束条件。解决了复合材料干涉配合高精度有限元模拟的关键技术,并通过预紧单元引入拧紧力矩。以此为基础,研究了间隙及干涉对复合材料机械连接强度的影响。结果表明:在复合材料机械连接中采用干涉量适当的干涉配合可以有效提高接头强度。     

国外航空结构材料发展概况——先进复合材料(Ⅰ)

国外航空结构材料发展概况——先进复合材料（Ⅰ）中国航空信息中心张和善１复合材料应用和发展概述按照复合材料的基体不同，先进复合材料主要分为树脂基、金属基、陶瓷基和碳碳复合材料。此外还有纤维增强金属层板复合材料。当前树脂基复合材料技术基本成熟，已在军机和...     

复合材料构件数字化建模技术研究

复合材料结构设计为后续的分析、制造等环节提供数据源头。而复合材料构件的三维数字化模型是复合材料结构设计的最终表达,并且复合材料构件数模的建立贯穿于整个复合材料研制过程中。因此研究复合材料数字化建模是发展复合材料数字化设计/制造能力的基础。通过采用复合材料三维模型数据集,可以完全摆脱传统的二维设计模式,真正实现数据的数字量传递,使设计和表达更为简单,效率更高。     

经理人

<正>山特维克可乐满切削刀具(上海)有限公司大中华区航空航天业务拓展经理范文倩女士复合材料加工整体解决方案提供者——山特维克可乐满由于复合材料作为一种新型材料,它具有重量轻,结构坚固和耐腐蚀高温等特点,民用航空器和军用航空器都在增加复合材料的使用,采用复合材料意味着燃料及维护保养成本更低。使得飞行器的使用更具有经济性,但由于复合材料结构的特殊性和多样性,给复合材料的加工带来了难题,要提高复合材料的经济性,关键是持续改进制造复合材料零件的效率和质量,这就给传统的刀具行业提出了挑战。     

复合材料固化监控的最新发展——“红外传输光导纤维”技术

对复合材料固化过程的监控一直是复合材料研究生产中的一个重要环节,固化过头与固化不足都会严重影响复合材料的力学性能与热物理性能,造成复合材料构件报废。因此,对复合材料固化监控是确保复合材料构件质量的关键,国外对复合材料固化监控一直给予高度重视,近年来,并研制生产了利用“介电性能”和“超声衰减”等技术对复合材料的固化进行在位监控,并取得一定成效。     

大型飞机结构的发展趋势:复合材料化─访哈尔滨工业大学杜善义院士

复合材料在波音787和空客A350飞机结构上应用的历史性突破,标志着大型客机结构有复合材料化趋势,这一趋势从根本上改变了飞机结构和制造上的传统. 复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合成一种新的固体材料.先进复合材料专指可用于主承力结构或次承力结构,其力学性能相当于或超过铝合金的复合材料,主要指高性能纤维(如硼纤维、碳纤维和芳纶)等增强的树脂基复合材料.碳纤维增强的树脂基复合材料是最具代表性、应用最广、最为重要的先进复合材料.     

复合材料液体成型固化监测技术研究进展

复合材料制造工艺的复杂性和分散性容易导致复合材料在固化过程中出现空隙、干斑、分层、翘曲变形等缺陷或损伤,从而严重影响复合材料的质量。对固化过程进行实时原位监测是控制和提高复合材料成型质量的重要手段。以液体成型工艺(LCM)为背景,首先分析了复合材料固化过程及其需要监测的物理量,然后重点论述了光纤方法、超声方法、电学方法和热学方法等复合材料固化监测技术的研究进展,最后讨论了复合材料固化监测的发展趋势和面临的挑战。     

国外航空复合材料技术发展现状浅析

以战斗机上复合材料应用为例,介绍了航空复合材料技术发展历程、跨世纪航空对复合材料的需求和90年代航空复合材料技术发展的特点。     

基于Plant Simulation的航空复合材料生产线工艺布局仿真建模及评估

研究航空复合材料生产线工艺布局仿真评估技术,建立复合材料工艺流程及生产线布局的数字化模型。以航空复合材料数字化生产线实际项目为依托,完成复合材料生产线工艺布局仿真建模和模拟试验。通过仿真技术量化分析、论证复合材料生产线的工艺布局方案,从而指导复合材料生产线的规划设计及运营。