复合材料飞机结构损伤容限特性

 复合材料用于飞机结构已有10多年的历史,由于复合材料的特点,必须重新研究原来适用于金属结构的损伤容限设计的一系列规范、手册和数据在复合材料结构中的适用性。本文介绍了欧美各国在复合材料飞机结构损伤容限特性方面的研究概况,并且从对有关规范的补充说明、缺陷性质和验证标准、飞机结构损伤容限评定方法、分析方法和设计方法等几个方面进行了综述。     

新一代大型客机复合材料

 大量采用复合材料结构是新一代大型客机机体结构设计的突出特点,用量已达结构重量50%。复合材料结构不仅带来了明显的减重效益,而且带来了结构耐腐蚀、疲劳和维护等性能的改善提高。波音787飞机人性化设计的全复合材料机身使乘坐舒适性和便利性得到显著改善。民机复合材料结构技术重点研究解决了复合材料自然环境老化、大型翼面壁板整体成型、机身大开口区载荷重新分布和应力集中、地面维护装备冲击损伤、健康检测等关键技术问题,并且建立了以中模高强碳纤维/韧性环氧树脂复合材料热压罐成形工艺为主的大型客机复合材料结构材料体系。对复合材料机翼和机身结构的设计和工艺关键技术问题做了较为详尽的介绍。     

复合材料结构分析与优化设计程序系统COMPASS

概述复合材料因其优异的比强度、比刚度、抗疲劳特性和可设计性,成为下一代飞机重要的结构材料;它一般可使结构减重25％,通过设计剪裁利用其方向刚度与变形耦合效应,还可有效改善飞机的静气动弹性与颤振品质。复合材料的应用对飞机设计既提供了机遇,也提出了挑战。为此各国都相继开发了复合材料结构的设计剪裁程序如程序:TSO,FASTOP,MBB/LAGRANGE,ELFINI,OPTSYS,ARGON等,以实现技术的飞跃。复合材料前掠翼的气动弹性剪裁设计解决了发散问题就是这类技术成功应用的一个典型例子。复合材料结构分析与优化设计程序系统COMPASS是一个多学科的综合系统,它的研制成     

飞行器复合材料结构设计、制造与分析技术的发展

近40年来,先进复合材料在飞机结构上的应用不断发展,先进复合材料结构的研制成功和扩大应用,需要设计、材料和制造各方面的协同努力,可以用"设计是主导、材料是基础、制造是关键"来描述三者的作用和相互关系.开发复合材料设计、材料、工艺新技术已成为新一代飞机研制中的一项关键技术.     

飞机复合材料结构装配连接技术

随着复合材料在飞机结构上应用比例的大幅度提高,复合材料结构装配连接方面存在的问题逐渐突出。与国外飞机制造公司相比,我国复合材料结构制造装配基础差、技术水平低,复合材料结构装配连接技术已成为我国飞机研制过程中的关键技术之一。     

复合材料后掠翼机翼气动弹性分析

对于复合材料后掠翼机翼,扭转发散问题一般并不突出,其操纵面的操纵效率和颤振临界动压是比较关心的两个问题.文章采用 COMPASS 软件,对某复合材料后掠翼飞机进行了操纵效率分析,并重点计算了该机在不同高度下颤振速度随马赫数的变化情况,详细分析了机翼振动、颤振特性随蒙皮不同铺层比变化情况.结果表明,舵面操纵效率随着马赫数的增加而降低,飞机设计要通过设计参数调整选择合适的副翼反效动压与扭转发散动压之比,使飞行范围内的操纵效率尽可能高;同时复合材料后掠机翼的弯扭耦合效应相当突出,而复合材料剪裁可以调整0°、±45°、90°铺层比例,提高结构扭转刚度,从而提高飞机颤振速度     

复合材料超临界机翼跨音速颤振实验与数值计算研究

颤振课题是飞机设计过程中常常遇到的一个关键技术问题。以支线客机ARJ21超临界机翼颤振特性研究为背景,在俄罗斯TsAGI的T-106风洞中完成了该复合材料机翼跨音速颤振实验,基于N-S方程和无限插值方法（TFI）生成三维贴体运动网格对超临界机翼跨音速颤振进行了并行计算。结果表明：复合材料的超临界机翼在跨音速区域具有跨音速颤振＂凹坑＂现象;与风洞实验结果相比,有较好的一致性,为使用超临界机翼的运输类飞机跨音速颤振特性预计提供了一定的参考。     

飞机结构设计中对复合材料的环境考虑

结合复合材料的材料特性和飞机的结构特性,分析了各种环境因素对其的影响方式和影响程度,提出了复合材料飞机结构设计中应考虑的环境问题。     

复合材料结构用紧固件及机械连接技术

先进树脂基复合材料具有的较多优点使其在先进飞机上的使用量越来越大,但是由于材料本身结构特性的原因,使得复合材料结构在连接、装配、使用中易产生一系列问题,针对复合材料的特点及连接和使用中存在的问题,系统地阐述了复合材料结构使用的紧固件用的材料、各种结构用先进紧固件类型以及连接中需解决的具体技术问题。     

国外飞机先进复合材料技术

先进复合材料比模量、比强度高(见表1),抗疲劳、耐腐蚀、可设计和工艺性好,因此复合材料受到飞机结构设计师的青睐,当前飞机整体复合材料结构技术成为了发展的重要方向. 数十年来欧美发达国家实施了由政府和军方组织、高校与科研机构参加的多个复合材料发展计划.这些计划的实施突破了航空复合材料结构设计、材料、工艺等关键技术,推动了复合材料技术的迅速发展,起到了显著的效果.     

无人机复合材料设计/制造关键技术

将复合材料直接应用于无人机结构上对减轻空机身重量、增加有效载荷、提高安全性和隐身性具有重要的作用。纵观国外无人机(包括中、高空无人侦察机、无人作战飞机等),无一例外地大量使用了复合材料结构,有些甚至是全复合材料结构,因此以复合材料为核心的无人机结构设计/制造技术是影响无人机发展的关键技术之一。     

翼面结构雷达散射截面（RCS）的测量与分析

 影响飞机结构RCS值的因素很多。对于全金属结构的飞机,由于雷达波受到金属蒙皮的遮挡,其内部结构对飞机RCS的影响不大,几何外形及蒙皮材料的电磁特性是主要的影响因素,但对于在机体结构中采用了复合材料的情况就复杂多了。     

CJ818中央翼盒复合材料结构设计及分析

中央翼盒是飞机主要的承力结构,承担着飞机起飞、巡航和着陆过程中机翼及机身传来的各种载荷。复合材料作为一种优良的航空材料,具有比强度高、比刚度大,材料力学性能可设计等优点;由于复合材料各向异性的特点,使其结构设计比金属结构更为复杂。对CJ818飞机的中央翼盒进行复合材料结构设计,强度校核后对复合材料结构设计进行优化。对比中央翼盒复合材料结构设计与金属结构设计,为我国大飞机中央翼盒结构设计做一些探索性的工作。     

复合材料飞机闪电防护设计

飞机的闪电防护设计是一项涉及到多个专业的综合性技术,具体来说,飞机结构、飞控、燃油、航电等专业都必须在设计时考虑闪电防护.随着复合材料技术的发展,运用全复合材料进行通用飞机的设计制造已越来越广泛.由于复合材料和金属材料的差异性,其闪电防护设计具有完全不同的特点.本文根据国内外研究发展趋势,阐述复合材料飞机的闪电防护设计技术以及适航验证的方法.     

CJ828中央翼盒复合材料结构设计

中央翼盒是飞机主要的承力结构,承担着飞机起飞、巡航和着陆过程中机翼及机身传来的各种载荷[1].复合材料作为一种优良的航空材料,具有比强度高、比刚度大、材料力学性能可设计等优点;由于复合材料各项异性的特点,使其结构设计比金属结构更为复杂.对CJ828飞机的中央翼盒进行复合材料结构设计,强度校核后对复合材料结构设计进行优化.对比中央翼盒复合材料结构设计与金属结构设计,为我国大飞机中央翼盒结构设计做一些探索性工作.     

飞机复合材料壁板装配变形控制技术研究与应用进展

复合材料由于性能优越,在新一代飞机上的用量逐步提升,提高复合材料结构的装配质量,降低装配应力和变形,变得愈发重要。复合材料构件在装配时有不同于传统金属结构的特点,如尺寸大、刚性弱、自重变形大、制造偏差大,且强迫装配时易发生损伤。因此为适应复合材料结构的装配需求,需要开发新的技术和方法。本文以空客A320机翼翼盒模型为例,阐述了飞机复材结构典型装配过程,指出装配过程中存在大量依赖工程经验、间隙形状难以预测、工装调型能力弱等问题;针对上述问题,综述了国内外面向复材结构容差控制的装配仿真技术、飞机复合材料壁板装配变形在线调控技术和复材壁板装配变形对服役性能影响研究等解决方法;最后指出了国内在飞机复合材料壁板装配变形控制技术中的不足与差距,以及目前的发展趋势和未来的发展方向。     

数字化技术在复合材料构件研制中的应用与研究

复合材料是一种由高强度、高刚度增强材料铺设在基体中所构成的新型材料,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.同时,由于飞机外形复杂,内部空间紧凑,零件数量巨大,协调关系复杂,质量要求严格,而复合材料又容易成型形状复杂的构件,不但组成构件的零件数量大大减少,使协调关系大为简化,而且可大大提高结构的整体性,降低结构重量,提高其可靠度.因此,复合材料技术已成为航空武器装备发展领域具有战略意义的关键技术.特别是在飞机制造业中,各种性能先进的飞机无不与先进的复合材料制造技术紧密联系在一起.     

飞机复合材料结构闪电防护技术研究

闪电是飞机飞行安全的重大威胁。随着导电性能极低的复合材料结构在飞机上用量的日益提高,为保证飞机飞行安全,必须有针对性地研究复合材料机体结构的闪电防护措施。本文对复合材料机体结构的闪电防护措施进行了探索,并介绍了某型飞机全复合材料机身段的闪电防护设计及相关研究进展情况。     

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     

小型无人飞机复合材料典型结构形式分析

先进复合材料以其高比强度、高比刚度的特性、显著的减重效益及良好的成型工艺性,逐渐成为小型无人飞机的主体材料.复合材料容易实现整体固化成形,机械连接少,而小型无人机载荷小,结构形式相对简单,一般用玻璃纤维复合材料就能满足设计要求.本文对小型无人飞机复合材料典型结构形式进行了详细分析,可为小型无人飞机采用复合材料结构设计提...