基于全过程的航空复合材料制件制造标准体系研究与构建

本飞机结构复合材料化已逐渐成为世界航空装备发展的一种趋势,但目前的复合标准体系未覆盖复合材料的全生命周期及全产业链,无法发挥标准的规模化效益。本文利用霍尔三维模型,研究建立基于正向研发流程、覆盖全生命周期的航空复合材料制件制造标准体系框架,旨在推动航空复合材料制件制造工作的健康有序发展,保障复合材料制件制造过程中的技术及各项管理活动规范、有序、受控、高效,为实现复合材料制件制造模式的转变和复合材料产业的转型升级提供发展思路。     

航空复合材料新纪元--复合材料技术在雷神公务机上的应用

手工制造、生产效率低、劳动强度高而且价格昂贵曾使得雷神公司在全复合材料“星舟”项目上损失惨重。时隔多年，当雷神公司应用“蝰蛇”复合材料工业机器人生产“首相”１号和豪克“地平线”机身时，却将复合材料的优势发挥得淋漓尽致，由此开创航空复合材料技术的新纪元     

G/C纬向混杂浅交弯联三维机织复合材料的低速冲击性能

为了研究纤维混杂对三维机织复合材料低速冲击性能的影响,本文基于同一种浅交弯联三维机织结构制备成型了全碳纤维(T700)和玻璃/碳纤维(E-glass/T700)纬向混杂两种不同的复合材料。以上述两种复合材料为研究对象进行低速冲击实验,试验时设定冲击能量分别为10、23和40 J。结果表明:在不超过40 J的冲击能量下,两种复合材料均未被冲破;在三种冲击能量下,混杂材料的峰值力均小于全碳材料,其吸收能量、最大位移均大于全碳材料。在10和23 J的冲击能量下,混杂材料的损伤程度小于全碳材料;但当冲击能量达到40 J时,混杂材料的损伤程度大于全碳材料。     

瑞典的JAS39“鹰狮”战斗机

介绍了JAS39飞机的研制背景和设计特点。该机为三角翼十全动前翼布局，机体结构中大量采用复合材料，装备先进的航空电子设备，可以挂载多种武器，具有所谓的“变任务”能力，是一种性能优异的作战飞机。     

复合材料侵蚀控制

航新航空工程集团热爱生命，创造价值以精湛的技术和满意的服务，保证飞机安全、准时地运行。随着复合材料在军、民用飞机上用量的不断增加，复合材料的侵蚀控制越来越引起人们的重视。尽管复合材料部件上的轻微侵蚀不会立即引发飞行安全问题，但仍需要警惕和尽早采取措施。时间拖得越久，以后可能需要修理的范围就会越大且成本越高，甚至需要更换整个部件。复合材料曾仅限于飞机整流罩和二级结构件的制造，而现在新一代飞机所采用的复合材料越来越多。波音787飞机将采用全复合材料机身，所用复合材料已占到整架飞机结构重量的50%。空客的A…     

“全复合材料直升机”发展中的问题与挑战

复合材料由于强度高、重量轻等优异性能,在直升机的研制中应用进展很快。如今,复合材料已成为制造旋翼桨叶及桨毂的标准材料,甚至已出现了“全复合材料直升机”。但稍加分析就不难看出“全复合材料直升机”目前还不是直升机研制行业的主流。对它的前景,也还有一定的争议。 “全复合材料直升机”一般是指复合材料结构重量占全机结构重量达到5O%以上或占机身结构重量达到8O%的直升机。     

SJY—新型复合材料飞机成形工艺

三基圆缠绕成形（ＳＪＹ）方法突出的优点是利用其组合、连接、分支和补强功能，可以成形无粘接和无损伤的整体承力刚架结构，从而弥补了复合材料层板的不足，扩展了复合材料的应用范围。这种成形工艺在无任何粘接、螺接和铆接和无任何局部损伤的条件下，制成全复合材料飞机的整体承力刚架。     

智能型复合材料

智能型复合材料西安飞机设计研究所张刚复合材料的分类有多种，若按功用可分为智能型复合材料和功能型复合材料两种。将各种传感光纤埋置于复合材料结构中，不仅能提供使用功能，而且能提供各种信息，将此结构定义为智能型复合材料。只提供使用功能而不含光纤的复合材料，...     

国外航空发动机风扇包容机匣研究进展

全复合材料风扇叶片的成功应用为复合材料风扇包容机匣的应用创造了条件,因此GE公司自上世纪90年代开始着手研究全复合材料风扇包容机匣。研究结果表明,碳纤维编织结构增强树脂基复合材料比铝合金具有更好的抗裂纹扩展能力,因此GE公司重点开发了碳纤维编织结构增强树脂基复合材料的风扇包容机匣,所用材料为TORAYCA的T700碳纤维和CYCOM的PR520环氧树脂。     

一种轻型直升机复合材料主承力管梁的强度分析与试验验证

根据某型直升机平尾主承力管梁的结构特点和受力特性,研制了一种全复合材料平尾主承力管梁结构。通过理论计算进行可行性分析,并采用MSC.Patran/Nastran建立了管梁有限元分析模型,根据实际载荷及约束条件进行了静强度分析,给出了结构应变与位移结果;同时设计了强度试验方案,对管梁结构进行静强度试验验证。结果表明:全复合材料主承力管梁结构满足强度设计要求,与金属材料相比,减轻了17.6%的结构重量,充分体现了复合材料管梁结构优良的整体性能和承载能力,为复合材料应用于直升机主承力结构提供了依据。     

固化残余应力对无人机复合材料机翼强度的影响

复合材料的力学性能与复合材料的固化过程密不可分。复合材料在固化过程中,由于树脂固化收缩、纤维与基体之间的热膨胀系数不匹配等因素,会产生固化残余应力与固化变形。该固化残余应力会影响复合材料结构的力学性能,甚至会引起分层、基体开裂等严重缺陷。因此,有必要研究固化残余应力对复合材料结构强度的影响。针对某型复合材料机翼,首先利用ABAQUS有限元分析软件进行二次开发,建立了一套基于各向异性黏弹性本构模型的复合材料固化过程分析方法,计算所得固化变形量与试验值误差小于8.24%。其次,采用Hashin强度准则,建立了全复合材料无人机机翼的强度分析有限元模型,机翼失效载荷的预测值相对试验值误差为9.85%。随后,将复合材料固化过程中产生的残余应力作为初始应力条件添加到强度分析模型中,通过有限元方法研究残余应力对全复合材料无人机机翼强度的影响。为研究不同固化参数产生的固化残余应力对结构强度的影响,在合理范围内提出了另外2种固化工艺曲线。模拟结果表明：对于该全复合材料无人机机翼结构而言,固化残余应力导致强度下降,使其强度降低了3.52%,且较优的固化工艺参数下的结构强度比原始固化工艺参数下的结构强度高1...     

钛合金板铆接修理复合材料机身蒙皮分析

波音787飞机的机身蒙皮采用全复合材料,对于复合材料机身蒙皮的修理,波音787结构维修手册给出了明确的修理方案,其中包括复合材料机身蒙皮的钛合金板铆接修理。然而,对维修方案背后的理论依据,即强度、刚度等力学特性要求没有叙述。基于此,本文对复合材料机身蒙皮的钛合金板铆接修理建立了两种维修的三维有限元模型,分析了这两种维修方案母板、补片和填平板的应力大小和应力分布特性。研究表明:复合材料机身蒙皮大的穿透型裂纹钛合金板铆接修理能够满足静强度要求,两种维修方案的钛合金补片破坏源发生在不同位置。     

复合材料在中型公务机结构中的应用研究

复合材料越来越广泛的应用于通用航空领域,很多小飞机都是全复合材料结构。本文针对中型公务机复合材料应用情况进行分析研究,包括应用的材料和应用的位置及现航空应用复合材料的情况,以及公务机应用复合材料的真正优势所在。     

全复合材料主承力梁结构研制与分析验证

根据结构特点和受力特性,研制了一种全复合材料主承力梁结构。给出了主梁的铺层设计,详述了其成形工艺。基于MSC.Patran/Nastran建立了主梁有限元分析模型,采用线性求解器对多级载荷作用下的主梁进行了静强度分析,给出了结构应变与位移结果。同时设计了强度试验方案,对主梁结构进行了静强度试验验证,采集了应变与位移信息,确定了结构的响应。结果表明,全复合材料主承力梁结构满足强度设计要求,为复合材料应用于主承力结构提供了依据。     

复合材料风扇叶片力学性能试验研究与有限元分析

依照制定的规范化试验流程,进行额定工况和二倍超载工况下的静力加载试验和全寿命周期疲劳试验,以验证复合材料风扇叶片运转工况所需的力学性能试验,结果表明复合材料风扇叶片满足使用强度要求,具有足够疲劳寿命。试验流程制定和具体试验方法可为同类产品力学性能检测提供参考。提出一种曲面外形构件复合材料属性设置方法,基于该方法建立复合材料叶片有限元模型,应用该模型对复合材料叶片在额定工况离心力作用下的载荷-位移响应进行计算。计算所得载荷-位移曲线与试验结果基本吻合,验证了计算方法的合理性。     

一种有望用于下世纪航空复合材料的关键树脂

一种有望用于下世纪航空复合材料的关键树脂冷战结束后，各国国防开支缩减，加之市场竞争日趋激烈，降低成本，特别是降低制造成本已成为今天先进复合材料工业的主要任务，复合材料技术的发展重点已从研究新材料转到了开发廉价的制造方法。因此，研究复合材料的新树脂，不...     

纤维增强陶瓷基复合材料的研究及其在航空航天领域的应用

本文介绍了纤维增强陶瓷基复合材料的研究动态及应用。对适合作陶瓷的增强物的几种纤维及晶须进行了介绍，论述了几种高温结构陶瓷复合材料的制备工艺，并对陶瓷基复合材料作为飞行器结构材料的应用前景作了分析，对陶瓷基复合材料研究中存在的主要问题和今后的研究动向进行了简要的讨论。     

民机用新材料

飞机制造商夸耀其全复合材料水平安定面还不是很久远的事,如今,下一代新的飞机用的复合材料将超过结构重量的50%以上.     

大型碳纤维复合材料冂形梁的制造

全复合材料垂直尾翼是我国将碳纤维复合材料用于产品主要构件的首次尝试。全复合材料垂直尾翼由碳/环氧蒙皮、长桁、肋和梁组成,它的采用可以使垂尾减轻结构重量15%以上。这种材料的采用将使产品的性能得到一定的改善。 碳纤维复合材料具有可设计性,为大展弦比的机翼、整体机身及高推重比发动机的零件设计提供了可能性。但复合材料的各向异性给设计和制造工艺带来了许多麻烦。大型碳纤维复合材料门形梁的制造涉及到模具、制造工艺、变形等许多问题,必须在分析的基础上,用实验的方法,逐一确定     

激光加工非金属复合材料的研究与应用进展

非金属复合材料是一种低密度、高强度、高模量的高性能材料，目前已经成为航天卫星上不可或缺的关键结构材料。但与此同时，该类材料也是一种极难加工的各向异性非均质材料，采用传统的接触式方法加工易产生崩边、分层、起毛、撕裂等问题。激光制造技术作为一种开始逐步走向实用化的先进制造技术，具有材料去除能力强、加工精度高、损伤可控等一系列优点，是一种实现非金属复合材料高性能加工、满足现有和未来需求的理想方法。本文围绕航空航天领域应用较为广泛的碳纤维复合材料、芳纶纤维复合材料和陶瓷基复合材料，系统地综述了国内外激光加工非金属复合材料的研究与应用进展。其中技术分支涉及切割、制孔、铣削刻蚀、清洗等实体减材制造技术。最后对非金属复合材料激光加工方法的未来研究重点和工程应用前景进行了总结与展望。