纤维金属层板的开发和应用现状

随着我国航空航天领域器械的飞速发展,对该领域中结构件所用材料的综合性能及轻量化提出了新的要求。在过去几十年里,大型客机的市场需求不断扩大,刺激了新型材料的兴起,使材料向着高性能,轻质量发展。纤维金属层板是由铝合金与纤维预浸料交替铺层固化而成的层间混杂复合材料。纤维金属层板结合了金属与复合材料的优良特性,具有密度小、损伤容限优良、抗冲击和疲劳性能,越来越受到航天航空和轨道交通领域的关注。目前用于商业生产的金属纤维层压板(FMLs)多以基于芳纶纤维(ARALL)与基于高强玻璃纤维(GLARE)的层板为主。概括了纤维金属层板的制备前表面处理工艺,对其弯曲测试、拉伸测试、冲击测试和疲劳测试等力学性能的测试方法进行综述,同时对未来新型纤维金属层板的开发进行探究,为纤维金属层板的开发提供参考信息。     

一种新型的飞机材料—ARALL层板

本文概述了新型飞机结构材料－ＡＲＡＬＬ层板的发展状况，层板结构，特性及国外在飞机上的应用，分析了该混杂复合材料存在的问题及技术难点，总结了影响其性能的有关因素以及这方面研究状况，提出该类层板应用在我国飞机工业上已具有必要的基础。     

含有椭圆孔对称复合材料层板弯曲的应力集中

针对含有椭圆孔无限大对称复合材料层板在弯曲载荷作用下的应力集中问题，利用经典的复合材料层板理论，将对称层板弯曲归结为均匀各项异性薄板弯曲问题来求解，采用各向异性薄板弯曲理论中复势方法，以保角映射技术为工具，得到了其解析解。并详细讨论了椭圆孔或圆孔对单层板和对称层板弯曲应力集中的影响，得到了对工程应用有一定价值的结论。     

复合材料层合板的非线性后屈曲分析

应用能量变分方法，对多向辅设的复合材料层合板结构进行了后屈曲分析，在分析中计及了几何非线性和物理非线性的影响，导出了层合板结构的总势能表达式，最后获得在面内纵向压缩载荷下的非线性后屈曲控制方程，通过对几种碳／环氧复合材料层合板铺导情况的编程计算，得到了不同的经典临界值Ｐ１及其后屈曲平衡位形曲线，即Ｐ１／Ｐ１α～Ｗ１／Ｈ曲线，并总结出一些带有规律性的结论。     

基于多参数的层板综合冷却效率实验研究及试验验证

采用正交实验设计方法，研究了冲击孔直径、扰流柱直径、气膜孔直径、冲击高度、轴向间距、展向间距和吹风比对层板综合冷却效率的耦合影响。研究结果表明：气膜孔直径、展向间距和轴向间距是综合冷却效率的主要结构影响因素，综合冷却效率随气膜孔直径增大而增大，随展向间距和轴向间距增大而减小，相同开孔率时减小展向间距比减小轴向间距更有利于提高综合冷却效率；随着吹风比增大，综合冷却效率先快速后缓慢增大；根据实验结果拟合了层板综合冷却效率模型，拟合误差在±5%以内，经主燃烧室全环试验件高温高压试验验证，该模型预测的综合冷却效率最大误差为5.86%。     

面心立方合金调幅分解与有序化的X射线和透射电镜衍射研究

在点阵波理论基础上，通过假定合金中溶质原子浓度的适当分布并建立与之相应的衍射波波幅表达式，利用计算机模拟得面心立方（Ｃｕ－４ｗ ｔ％ Ｔｉ）合金调幅（Ｓｐｉｎｏｄａｌ）分解与有序化共存的Ｘ射线衍射边带形貌，其波形与实验结果颇为相近。进一步根据迭加原理在两相互垂直方向上对上述衍射边带合成，所得有序化模拟衍射花样与电镜衍射谱完全一致     

多孔板换热的数值模拟研究

通过分析层板燃气侧、内部及冷气侧的换热特性，表明层板内流动特别复杂，换热也具有多样性。冷气侧换热面由于冲击孔出流的抽吸作用导致冲击孔上游换热加强，冲击孔出流对下游换热边界层的破坏，使下游抉热同样加强，且比上游增加幅度大。通道底面主要是由于射流形成的漩涡对底面冲击而使抉热增强，但影响区域不大。冲击面由于射流的冲击使滞止区换热系数很大，影响的区域也较广。燃气侧换热面由于气膜孔射流对主流的影响使气膜孔下游的主流旋转形成强度很大的漩涡，冲击壁面而使气膜孔下游换热增强，并且两孔之间由于冷气的掺混换热系数较大。     

多孔层板涡轮叶片的激光加工技术

本文介绍了多孔层板涡轮叶片的激光加工工艺和CAD/CAM在展向叶片激光加工中的应用。