复合材料结构数字化设计与制造

先进复合材料结构一般由基体和增强材料经热压工艺制造而成.由于先进复合材料具有比强度/比刚度大、抗疲劳性能好以及材料性能可设计的特点,已广泛应用于航空/航天领域.本文就先进复合材料数字化设计与制造作简要介绍.     

浅析亚洲复合材料市场及复合材料低成本制造技术

复合材料是新材料领域的重要组成部分,与传统材料相比,复合材料具有可设计性强,比强度、比模量高,抗疲劳断裂性能好,结构功能一体化等一系列优越性能。现代高科技的发展离不开复合材料,复合材料对现代科学技术的发展有着十分重要的作用。复合材料的研究深度和应用广度,及其生产发展的速度和规模,已成为衡量一个国家科学技术先进水平的重要标志之一。     

复合材料平尾中央翼的界面强度分析与改进设计

正复合材料与金属相比有较高的比强度与比模量,因此复合材料整体结构设计与生产技术是减轻结构重量、降低生产成本的一种有效途径,是目前国际上飞机复合材料结构设计与制造领域重点发展的关键技术之一。自20世纪60年代开始,复合材料零部件开始得以在直升机上应用,使直升机的重量效率(有效载荷/起飞重量)有了大幅度提高。复合材料在直升机上的应用经历了从次承力结构至主承力结构缓慢发展的过程。尽管已大量应用于直升机     

结构阻尼混杂复合材料研究进展

纤维增强树脂基复合材料因其比强度比模量高、阻尼减振性能优异等优点已成为航空航天领域重要的结构材料。混杂化是实现复合材料结构承载与阻尼性能一体化的有效途径。本文以近十年结构阻尼混杂复合材料研究为基础,从微纳颗粒混杂、层内编织混杂、层间铺层混杂和插层结构混杂四个方面对结构阻尼混杂复合材料的阻尼减振性能进行了详细分析。指出了结构阻尼混杂复合材料在阻尼减振领域应用存在的问题并给出了建议。     

基于无线传感器网络的航空结构冲击监测的冲突消解方法

<正>复合材料以其比强度高、比刚度大、抗疲劳性能好及材料性能可设计等一系列优点,在航空、航天、汽车等工程领域得到了日益广泛的应用,尤其是在军用、民用飞机上已开始越来越多地使用先进复合材料结构,波音787客机上的用量已高达50%。然而,层合板复合材料在服役过程中不可避免地要承受各种冲击,极易造成复合材料结构的内部损伤并导致其力学性能退化,承载能力降低。因此对航空复合材料结构进行冲击监测,确保结构的稳定性和     

国内航空复合材料工程化应用相关问题探讨

先进树脂基复合材料具有比强度/比模量高、可设计性强、抗疲劳断裂性能好、耐腐蚀、结构尺寸稳定性好、便于大面积整体成型以及电磁性能可调等特点,已广泛应用于飞机结构.复合材料用量已成为目前衡量飞机先进性的一个重要标志.国外先进军机上复合材料用量约占全机重量的20％～50％,大型民用飞机用量已超过了50％.纵观国外复合材料工程应用的经验和做法,发达国家都是有步骤地逐一执行各项计划,开展务实而有效的预研工作,从而推动了复合材料应用的进展.     

面向航空结构的高性能VARI复合材料技术

树脂基复合材料因其具有比强度高、比刚度大和可设计性好等优点已成为航空航天等领域广泛采用的最主要的结构材料之一.但随着用量的不断增加,传统树脂基复合材料自身的弱点也不断暴露出来,突出表现在传统树脂基复合材料的制造成本较高,这主要是由于传统复合材料大多采用预浸料/热压罐成型,预浸料的制备和低温储藏、繁杂工艺过程以及价格昂贵的热压罐等设备投资势必造成复合材料的高成本,这在一定程度上又限制了复合材料用量的进一步扩大.     

21世纪航空制造技术展望（三）

２１世纪航空制造技术展望（三）中国航空信息中心高柱，任晓华２．高韧性高热湿稳定性聚合物基复合材料制取与结构成形固化技术聚合物基复合材料以其比强度高、材料性能可以预先设计而在航空结构上广泛应用。目前聚合物基复合材料已占先进飞机机体结构用材的３０％左右，...     

复合材料单向板寿命预测模型

<正>纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,FRP)因具有较大的比刚度、比强度、结构可设计性等优点而被广泛应用在航空、船舶、汽车、风电等行业中。随着复合材料在工程结构中的应用由次承力构件逐步扩展至主承力构件,疲劳破坏在复合材料结构中已逐渐显现,正成为制约其进一步应用的重要因素,因此复合材料的疲劳问题正成为使用者和工程设计人员十分关注的问题。对层合板的疲劳寿命展开预测是复合材料疲劳问题的基本研究内容之一,也是复合材料结构设计的重要工作之一。工程应     

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.     

大型碳纤维复合材料壁板轮廓数控铣削工艺技术

碳纤维复合材料(CFRP)是以碳或者石墨纤维为增强体的树脂基复合材料,具有比强度高、比刚度大、可设计性强及良好的抗疲劳损伤性能和耐腐蚀性能的优点.碳纤维复合材料与钢材相比其质量减轻75％,而强度却提高4倍,其卓越的性能带来了其在航空航天领域的大量应用.碳纤维增强复合材料在大型民机机体结构上的大量应用已经是现代大型民机的显著特点之一,复合材料用量占机体结构重量的百分比从空客A380的22％(另有GLARE材料占3％)到波音787的50％,再到空客A350XWB的53％,这标志着复合材料已成为现代大型民机首要结构材料,结束了以铝合金为主的机体结构选材时代.     

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.     

SiCp/Al复合材料在太阳电池阵展开机构上的应用

介绍了SiCp/Al复合材料的机械性能、热力学性能、加工性能，以及在太阳电池阵展开机构中的应用情况。分析认为采用SiCp/Al复合材料，充分发挥了其高比模量、高比强度和良好的耐磨性能，其管材、型材已达到了应用阶段。     

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。     

复合材料加筋板修补性能分析

正目前复合材料在航空航天、船舶、高速列车等领域的使用日益增长,复合材料与传统金属材料相比具有比强度高、比刚度高、良好的抗疲劳性能和抗腐蚀性能等优点。复合材料在飞机上使用比重也在提高。加筋板作为飞机的基础结构也逐步使用复合材料制作。复合材料加筋板主要是由蒙皮和筋条组成。由于复合材料加筋板是重要承力部件,当其内部存在蒙皮分层或筋条脱黏损伤时,为了完全或部分恢复其承载能力,需对加筋板受损部位进行相应修理。     

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.     

我国金属基复合材料取得重大进展

碳纤维增强金属基复合材料具有比强度和比模量高、尺寸稳定性好、耐高温和抗激光辐射等特点。在一些使用温度高、部件尺寸稳定性和刚性要求严格的场合下,金属基复合材料比金属和树脂基复合材料具有更好的性能。金属基复合材料是目前世界上正在发展中的新材料,是宇航、航空、电子和现代化武器等系统理想的结构材料和功能材     

晶须增强金属基复合材料微结构参数优化设计

讨论了增强体体积比、长径比、基体与增强体的模量比以及增强体取向分布、基体的热处理状态对复合材料刚度模量的影响 ,建立了晶须增强金属基复合材料微结构参数与宏观力学性能间的定量关系 ,探索了晶须增强金属基复合材料微结构参数优化设计方法 ,给出了该材料微结构参数优化设计的典型算例     

喷射成形TiCp/ZA35复合材料热挤压工艺的ANN优化和组织研究

采用人工神经网络(ANN)的方法，研究挤压比、挤压比压、挤压温度和挤压速率对喷射成形TiC_p/ZA35复合材料力学性能的影响，建立了TiC_p/ZA35复合材料热挤压的人工神经网络模型。模型的输入参数为挤压比、挤压比压、挤压温度和挤压速率，输出参数为复合材料的抗拉强度。该模型可以仿真TiC_p/ZA35复合材料在不同热挤压工艺参数下的力学性能，也可以优化热挤压工艺参数，模型结果与实验结果误差小于1.8%，拟合率为0.986。推荐热挤压工艺优化参数为：挤压比22，挤压比压415 MPa，挤压温度315℃，挤压速率8 mm·s^-1，此工艺条件下复合材料的抗拉强度为486.7 MPa。热挤压间接对复合材料进行了时效处理，材料晶内析出晶须状和颗粒状的MnAl6强化相。弥散强化和位错强化作用使热挤压喷射沉积TiCp/ZA35复合材料较未挤压复合材料抗拉强度提高38.3%。     

石墨/铝复合材料显微组织的研究

石墨/铝复合材料具有较高的比强度和比刚度,是用于宇航领域的理想材料。 石墨/铝复合材料的显微组织将直接影响其力学性能。为了探讨石墨纤维与铝基体之间的结合机制,揭示石墨/铝复合材料显微组织与宏观力学性能之间的内在联系,有必要对石墨/铝复合材料的显微组织,尤其是石墨纤维与铝基体界面区域的显微组织进行深入的研究。