新一代发动机高温材料—陶瓷基复合材料的制备、性能及应用

目前,国内在陶瓷基复合材料构件领域的研究尚处于起步阶段,从高性能纤维制备、复合材料制备/加工工艺到构件设计,尚不能满足航空发动机热端构件工程化应用需求,必须依托发动机设计、构件研制和原材料研制等单位,通过强强联合、协同攻关,形成陶瓷基复合材料产学研的合力,加速我国陶瓷基复合材料在航空发动机热端部件上的应用。     

飞机复合材料构件数字化生产线技术

随着计算机技术和数控技术的不断发展,各种各样的软件和数控设备相继出现,使复合材料构件研制过程以数字量传递成为可能,为复合材料构件实现数字化制造创造了良好的条件。     

航空先进复合材料铺放及缝合设备的发展及应用

采用先进的自动化铺放设备进行飞机复合材料构件的制备,并采用自动缝合方法提高其损伤容限,是现代飞机复合材料制造技术发展的重要方向。因此,我国企业急需通过引进和研制先进的自动化铺带、铺丝设备以及热隔膜成型、缝合设备,大幅提高我国复合材料自动化制造设备水平,为军民用飞机的型号研制打下坚实的基础。     

数字技术在机身复合材料上壁板制造中的应用

目前,国内飞机复合材料构件还是手工铺叠为主,无损检测基本上也是手工操作,根本不能适应我国飞机复合材料构件制造的发展,尤其是不能满足大型复合材料构件的要求,这将成为大飞机结构研制的瓶颈,必须尽快采用自动铺带、自动丝束铺放及大型自动无损检测设备,以满足我国大飞机结构研制的需求。     

复合材料构件设计、分析、制造一体化

给出了复合材料构件一体化研制环境基本要素和一体化研制流程,并对几项关键技术进行了探讨。复合材料构件数字化定义包括几何建模和材料结构建模,总结了建模过程和数据的组成。根据当前复合材料构件分析无法基于最终真实纤维路径进行的现状,总结了接口数据的内容和组织,探讨了通过纤维路径数据到有限元网格的自动映射实现材料铺放数据的自动传递。研究了设计到自动下料系统和激光投影系统的接口数据和集成方式。     

飞机复合材料构件工程数据库设计与实现

本文研究了面向复合材料典型构件工程设计、制造、检测、试验及维修等研制过程的复合材料构件工程数据库的构建技术和方法，构建了复合材料构件工程数据存储、访问和处理的统一服务平台，并基于B/S架构完成了复合材料构件工程数据库原型系统的开发。     

宇航用金属基复合材料和金属材料在欧美的新进展

综述了宇航用金属基复合材料及金属材料在欧美的研制动态。涉及到金属基复合材料的发展,复合材料的新组成和新工艺,以及一种新型的复合材料ARALL;介绍了常规铝合金的发展前景,铝锂合金研制的最近进展,冷变形钛合金的新发展,以及快速凝固的钛合金。提供了上述新材料的若干工艺特点和性能参数。     

复合材料大型构件的制造

复合材料在小型飞机的构件上已经获得广泛应用,但在大型部件,特别在主承力构件上的应用一直比较缓慢。最近在美国空军莱特航空研究所材料实验室倡议下制订了复合材料大型飞机机翼结构研究计划(The Composite Large Aircraft Wing Structure Programme简称CLAWS计划),根据这个计划Textron Aerostructures和Rockwell International公司研制了美国空军B-1B飞机的下机翼蒙皮大型复合材料构件。该复合材料构件尺寸为2.44×14.94m。作为机翼的翼型,无论在翼弦方向或翼展方向都是变截面的,内侧厚     

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。     

直升机复合材料构件检测与修理系统向设计与实现

介绍了直升机复合材料构件检修与修理系统的设计与实现,包括检测与修理系统硬件平台的搭建,复合材料湿法成形异型模具的设计制作、复合材料构件深度修理工艺的研编以及计算机辅助修理系统的开发四部分。本系统操作方便、功能实用．可快速进行直升机复合材料构件检测,提供合理的修理工艺和方法,有效管理其修理过程。     

大型复材构件自动检测设备中超长梁的结构设计优化及其变形控制

CUS-6000大型超声自动扫描成像检测设备是中航工业北京航空制造工程研究所针对大型复合材料构件的高效自动化检测,研制的20通道大型超声自动化检测设备.在设备的研制过程中,采用有限元方法,广泛计算了多种结构方案和工况条件,提取扫描头部位的变形值,通过数值插值的方法得到各种变形参数随扫描头移动的关系曲线,计算结果对横梁反...     

复合材料自动铺带技术研究与应用

随着我国新型飞机项目的立项启动,复合材料用量以及大型整体构件的数量和尺寸不断增加,国内复合材料自动铺带技术得到迅速发展。目前,北京航空制造工程研究所率先完成了我国首台大型复合材料构件自动铺带机的研制,并在此基础上深入开展了自动铺带技术研究。     

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。     

碳/KH-304复合材料构件开口补强技术研究

针对碳／KH—304复合材料构件的开口补强技术进行了研究。采用了平板轴压稳定性试验方法，对边框形补强件、开口未补强件及未开口平板试件的抗压性能进行了比较。结果表明，环向铺层寸以提高补强效果；补强区选择模量低的材料有利于提高构件的承载能力；缝纫工艺的引入减少了孔边的剥离应力，也可以明显提高构件的承载能力；二次胶接的研究使构件的制作简单化。     

聚合物的辐射固化

论述了低成本树脂复合材料制造技术之一——电子辅助固化工艺的新动向。该复合材料固化成形技术与传统的热压罐工艺相比，固化周期短，固化温度低，工装设备要求简单，且不受复合材料构件形状和尺寸的制约，也不受构件厚度的影响，并且能够进行连续固化成形，便于实现机械化连续生产，可以大幅度降低复合材料制造成本。目前由该方法制造的树脂基复合材料构件已经用于飞机次承力构件。     

先进复合材料的无损检测

综合分析了碳纤维复合材料构件在成型和使用过程中造成的缺陷及损伤产生的原因,指出成型工艺原理和理论的非完美性、原材料因素、人为因素是复合材料成型过程中缺陷产生的主要原因。采用无损探伤技术对缺陷进行检测是复合材料构件质量保证的必要手段。对目前国内外用于复合材料构件的几种无损探伤方法进行了比较,认为超声法是复合材料常见缺陷检测的一种有效手段。并对超声检测技术的研究和应用进展进行了介绍。     

自动铺带技术在航空复合材料制造领域的应用

目前,复合材料已经成为航空航天领域的重要材料,航空工业的复合材料时代已经来临.以波音和空客为代表的大型客机波音787和空客A350,复合材料应用比例分别已达到和超过了50％,整个机身、机翼结构几乎全部采用了碳纤维复合材料,取得了显著的经济效益.这些大尺寸复合材料构件,均采用了自动化制造技术,机身采用自动铺丝技术,机翼采用自动铺带技术.自动铺带技术在加工翼面类小曲率复合材料构件和某些梁、长桁等复合材料构件方面具有很强优势.     

连续SiC纤维增强钛基复合材料研制

钛基复合材料由于在中高温环境下具有很高的比强度、比模量以及良好的抗疲劳和抗蠕变特性,受到研究者的广泛关注。回顾了国内外该材料的发展历程,详细介绍了连续SiC纤维增强钛基复合材料的研制过程,包括SiC纤维制备、涂层制备、复合材料成型及构件制备等工艺过程。概述了研究团队近年来在连续SiC纤维增强钛基复合材料研究领域开展的工作及取得的进展,包括成功研制了高性能连续SiC纤维并实现小批量试制,设计了适用于不同增强基体合金的界面涂层,研究表明研制的C涂层可使复合材料经1100℃处理后界面涂层保存较好;实现了20~50μm性能优异的钛合金、铝合金、高温镍合金先驱丝的沉积;完成了Ф600mm×160mm尺寸的复合材料环形件及Ф50mm×300mm转动轴部件的试制。最后对该材料未来的发展趋势进行了展望。     

革命性的复合材料固化新工艺

澳大利亚快步公司研制了一种新的复合材料工艺,它可以采用比传统热压罐小得多的设备固化大型复合材料部件。这项革命性的复合材料固化工艺,已经获得了美国F—35机体部件的生产合同,欧洲也希望将其用于下一代窄体客机的部件制造。     

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。