铝蜂窝结构件制造工与铝箔强度

本文主要研究耐久铝蜂窝夹结构件生产工艺过程对铝箔强度的影响，找到了铝箔厚度减薄和强度下降的原因，提出了提出耐久芯强度应采取的措施。     

国产5056铝蜂窝芯的制备与性能评价

针对太阳翼基板用高性能低密度5056铝蜂窝芯的需求,开展了国产5056超薄铝箔制备及配套阳极氧化表面处理、国产5056铝蜂窝的制备和性能评价。研制的国产5056铝蜂窝芯公称密度17.28 kg/m³,节点强度为1.87 kN/m,蜂窝芯裸压缩、平面压缩、L向剪切、W向剪切强度分别达到了0.29、0.31、0.38、0.27 MPa,力学性能均达到了进口蜂窝芯的水平。蜂窝芯胶膜热破工艺性能较好,网格夹层结构节点无脱开,弯曲刚度和强度测试值均达到了进口蜂窝测试值的水平,可以满足使用需求。试验结果可为后续高性能低密度铝蜂窝芯的型号应用及原材料国内自主保障提供数据基础及技术基础。     

某结构空心风扇叶片设计与分析

针对宽弦空心风扇叶片技术在大涵道比航空发动机设计中的应用研究,以某型宽弦风扇叶片为对象,探索了无芯结构空心风扇叶片结构设计和快速强度分析方法.定义了无芯结构空心叶片的几何特征参数,提出了1种基于NX Nastran快速强度分析方法,重点分析了加强筋数量、宽度对空心叶片强度和刚度的影响,并分析了制造偏差对结构设计的影响.结果表明:无芯结构宽弦空心风扇叶片设计方法可以实现无芯结构空心叶片结构设计和快速强度分析.     

PMI泡沫收缩率及胶接性能试验研究

通过对PMI泡沫芯密度、厚度及外置时间、干燥处理、固化压力等5个参数系统研究,摸索了其与泡沫芯收缩率之间的关系,给出了降低泡沫芯收缩率、提高其尺寸稳定性的方法。同时,通过强度性能试验,研究了不同固化压力(0.2MPa和0.3MPa)对PMI泡沫夹层试验件胶接性能的影响。试验结果表明,泡沫芯厚度越小,密度越低,吸湿量越大,固化压力越大,则泡沫芯收缩率越高。利用烘箱在130℃下干燥处理2h,可降低泡沫芯的收缩率;0.3MPa胶接的PMI泡沫夹层结构试验件的滚筒剥离强度略优于0.2MPa固化压力。剪切强度、平面拉伸强度及弯曲强度无明显差别。     

碳纤维增强点阵夹芯结构的屈曲强度

考虑到点阵芯层的结构形式及杆单元以拉压为主的变形模式,基于连续介质等效理论,提出了一种全新的位移场假设,并以此编写了计算点阵夹芯复合材料屈曲强度的有限元程序.通过与不同试样的压缩试验的比较,对碳纤维增强点阵夹芯结构的屈曲行为进行了分析,并且验证了程序的有效性.同时,采用程序,讨论了点阵参数(包括杆单元长度、半径及倾斜角)对点阵夹芯复合材料结构屈曲强度的影响规律.结果表明:芯层体积分数相同的情况下,金字塔型和四面体型点阵夹芯结构的屈曲强度相差不大,后者略高.所得结论对点阵夹芯复合材料结构设计具有一定的指导意义.      

蜂窝夹芯结构板芯脱胶修补研究

 针对复合材料蜂窝夹芯结构面板与芯子脱胶损伤问题, 提出一模拟面板、胶层及芯子的有限元模型,采用NASTRAN 分析软件计算了板芯脱胶结构的剩余强度及修补后的强度恢复。研究了脱胶区域大小对剩余强度的影响及胶接修补质量对强度恢复的影响。     

一种用于复合材料整体结构填充区的增强芯材

介绍了可添加于整体结构填充区的ZXC190、ZXC195增强芯材以及添加这种增强芯材接头试验件的制造工艺与拉伸强度试验方法,给出了试验件的拉伸初始损伤载荷和破坏载荷.试验结果表明:ZXC190、ZXC195增强芯材与单向带预浸料相比,其接头试验件沿腹板方向的拉伸强度有大幅度提高.     

轻质量低成本无人机舵面结构优化与验证

复合材料蜂窝夹芯结构因其高比强度、比模量及可设计性而广泛应用于航空飞行器结构。文章提出了 1种轻质量、低成本舵面结构方案——通过增大蜂窝芯密度使其剪切模量提高,进而降低复合材料面板应力水平,减小面板厚度。首先,根据理论选择通过增大蜂窝密度提升蜂窝剪切模量;然后,对结构进行有限元计算与分析,发现蒙皮应力水平随蜂窝芯剪切模量增大而显著降低;最后,设计不同蜂窝芯密度的蜂窝夹芯结构进行试验。试验结果证明,蜂窝芯越致密,其典型力学性能越高,冲击后的剩余强度也越高。     

植物纤维纸蜂窝的性能研究

以植物纤维纸为原材料制备了正六边形纸蜂窝,测试了其力学性能、阻燃性能以及吸水性能,并用金相显微镜观察了蜂窝芯截面微观结构。结果表明植物纤维纸蜂窝芯的压缩强度和L向剪切强度低于间位芳纶纸蜂窝,但满足Q/6S 1015-2005标准的指标;植物纤维纸蜂窝平均烧焦长度35mm,D_(m,240)为16.2;规格1.83-48的蜂窝芯吸湿率为5.5%,吸湿后压缩强度保持率为87.6%;植物蜂窝芯的树脂浸入到纸张内部,导致蜂窝孔壁厚度比芳纶蜂窝薄,节点处胶柱面积小。     

新型三维织物夹芯复合材料的制备及其力学性能

以玻璃纤维为原料,采用特殊的三维织造工艺,织制经向剖面为矩形的新型三维夹芯织物。以环氧树脂E-51、9055型固化剂组成树脂基体体系,采用手糊成型工艺将上述机织物复合制成三维织物夹芯复合材料。对高度为10、20及30 mm的三维织物夹芯复合材料的力学性能进行研究,重点分析夹芯层高度对材料压缩与弯曲性能的影响。结果表明:随着夹芯层高度的增加,材料的压缩强度与模量逐渐下降,弯曲强度逐渐上升,弯曲模量逐渐下降,其中纬向弯曲强度明显大于经向。     

点焊钛合金蜂窝芯平压性能模拟研究

在对蜂窝芯力学性能的模拟研究中,常采用将双层壁之间的连接简化为双层壁厚的建模方法,但其不适用于点焊连接的钛合金蜂窝芯.本文提出利用LS-DYNA-EDWELD命令建立点焊连接蜂窝芯有限元模型的方法,对钛合金蜂窝芯进行平压模拟研究.同时,进行了钛合金蜂窝芯的平压力学性能试验,并将平压极限载荷值R.与模拟值进行了对比,结果显示点焊连接蜂窝芯有限元模型的平压模拟误差为6.5％,证明了此模型的准确性.最后,应用此模型得到了平压过程中焊点正拉和剪切力随位移的变化关系,研究了焊点正拉和剪切失效强度对蜂窝芯平压力学性能的影响,结果显示焊点正拉失效强度对蜂窝芯平压极限载荷的影响较大.     

耐久铝蜂窝夹芯研制中的工艺问题(上)

一、前言航空结构胶接技术曾经历了一个复杂的发展历史(大体如表1所示)。近年来,由于磷酸阳极化方法、抑制腐蚀底胶、耐腐蚀蜂窝夹芯、更耐久的结构胶粘剂、更好的无损检测方法以及应力耐久性评定方法等一系列新技术的出现,使航空结构胶接技术有了显著的进步,其可靠性和耐久性已经令人相当满意。作为这一代新胶接技术的组成部分,铝蜂窝夹芯也发展到了一个新的水平。从五十年代的有孔蜂窝发展到六十年代的     

新一代轻合金车轮试验设备

轻合金整体轮是摩托车上的重要安全部件，必须经过强度性能耐久性能试验，合格后才能使用。     

铝蜂窝芯条用胶粘剂的评定项目

材料的评定项目必须要选取得当,其次是各项指标的确定要合理,这样才能实现正确的评定。最近,松陵公司用JX-9胶作为芯条胶与J-01胶作为面板胶制造铝蜂窝夹层结构时,发生了蜂窝芯压塌及脱胶等现象,使生产出现了困难。原先的蜂窝结构部件是用204胶作为芯条胶,胶接后的铝蜂窝节点强度为lkgf/cm,制成的部件均为合格品。后因:204胶质量下降,胶接后的铝蜂窝节点强度不足o．6kgf/cm,因此改用了JX-9胶作为芯条胶。用JX-9收胶接后的节点强度在1．5~2．okgf/cm以上,但制造出的蜂窝夹层结构部件反倒出现了蜂窝芯压塌的情况。这个问题的出现,引起了—些单位的关注,现就这个问题谈谈个人的看法。从上述事实可以说明,单凭节点强度的高低来评定蜂窝夹层结构用芯条胶是不妥的。必须要从蜂窝芯的制造和夹层结构部件的制造这个全过程来考虑,然后提出芯条胶的评定项目。我认为,除了有关胶粘剂评定的共同项目外,还必须考虑以下三项内容:     

低速冲击对K-cor夹层结构力学性能的影响

K-cor夹层结构是应用Z-pin技术增强的一种新型高性能夹层结构,本文基于落锤冲击实验对低速冲击下K-cor夹层结构的力学性能进行了研究,结合红外无损检测和冲击后压缩强度（CAI）试验,对不同Z-pin植入参数和芯材厚度对K-cor试样的冲击损伤阻抗进行了深入研究。研究结果表明：K-cor夹层结构的芯材越厚,则其冲击损伤面积越大,但剩余压缩强度比越高;在不超过植入间距的前提下,增加Z-pin的折弯长度能显著的降低K-cor结构冲击后的损伤面积,提高压缩强度;在相同芯材密度的情况下,提高Z-pin的折弯长度比增大植入密度更有利于减少K-cor试样冲击后的损伤面积,提高试样的压缩强度和其剩余压缩强度比。     

铝基型芯剂的研究及在航空发动机叶片制造中的应用

目前,我国航空发动机空心叶片的制造普遍采用硅基型芯。因为硅基型芯具有比较高的强度,且脱芯比较容易,由于SiO_2熔点1610～1730℃,浇注时容易变形,导致叶片报废;铝基型芯的优点在于它的强度极高,抗变形能力强,(熔点是2050℃),但其脱除困难,尤其是金属铸件中异形铝基型芯的脱除相当困难,国内尚无成熟方法。     

铝箔印胶机的改装

铝箔印胶机是制造铝蜂窝不可缺少的主要设备之一。我厂原参考苏联图纸设计并制造了一台印胶机,因存在不少缺点不能投入生产使用。一九七六年我厂和北京航空学院一起改装了这台印胶机,改装后冲孔、印胶、干燥、刺孔、辗光、剪切等工序实现自动化,经多次试验和生产验证,能生产出规整的正六角形蜂窝芯子,节点强度满足设计要求。与原印胶机相比有下列优点:1.印胶过程中不划伤铝箔;2.胶条宽窄一致、胶层厚度均匀;3.结构简单,工作可靠,清洗、调整和操作方便;4.提高了产品质量,铝箔利用率也大大提高。     

不同酚醛树脂对芳纶纸蜂窝性能的影响

为研究酚醛树脂对芳纶纸蜂窝性能的影响,本文采用两种不同的酚醛树脂制备芳纶纸蜂窝芯材,对所制备蜂窝芯材的压缩性能和剪切性能进行测试,同时结合蜂窝端面树脂分布观察、树脂与芳纶纸接触角测量等方法,分析了两种树脂所制备蜂窝芯材性能出现差异的原因,结果表明：树脂中溶剂水的挥发速度、树脂与芳纶纸之间的表面张力会影响树脂在蜂窝壁上的树脂分布;蜂窝芯材树脂含量相同时,其节点两侧的树脂胶柱有利于提高蜂窝芯材压缩强度,但树脂堆积在节点后会降低蜂窝壁厚,造成蜂窝的剪切强度和模量下降。     

纤维柱增强泡沫夹芯板的压陷行为研究

为了研究纤维柱增强复合材料夹芯结构静态压陷力学行为,通过李兹方法与叠加原理相结合,建立全新的纤维柱增强复合材料夹芯结构的压陷力学模型,该模型回避了计算结构应变能的困难。通过理论计算可以得出,与传统泡沫夹芯结构相比,纤维柱增强复合材料夹芯结构很大程度上限制了压陷区的扩展,降低了结构的压陷损伤,有效提高了结构的剩余强度。     

含超材料吸波体的夹芯复合材料设计、制备及性能

为了获得一种兼具吸波性能和一定力学承载性能的复合材料,将超材料吸波体与夹芯复合材料相结合。通过仿真设计出满足双频带、宽频带电磁波吸收的超材料吸波体,对其吸波性能进行表征。而后将双频带、宽频带超材料吸波体分别嵌入以玻璃纤维/环氧树脂复合材料为上面板、聚甲基丙烯酰亚胺（PMI）泡沫为芯层、碳纤维/环氧树脂复合材料为下面板的夹芯复合结构中,形成夹芯复合材料。对最终的夹芯复合材料进行吸波性能测试,结果表明：双频带夹芯复合材料在8.65 GHz和10.30 GHz下的电磁吸波率分别达到94.13%和99.99%,宽频带夹芯复合材料在8.25～11.61 GHz的频段范围内的电磁吸波率为90.02%～99.91%。弯曲性能测试结果显示,双频带夹芯复合材料的弯曲强度和模量分别为68.81 MPa和7.72 GPa;宽频带夹芯复合材料的弯曲强度和模量分别为145.76 MPa和9.13 GPa。断面形貌电镜照片显示,夹芯复合材料受到弯曲破坏后有局部小范围层间开裂现象,整体层间结合良好。