复合材料结构与功能及在无人机领域的应用

本文介绍了先进树脂基复合材料的优点及在无人机领域的发展现状,包括复合材料在军用无人机、民用无人机的使用情况。分别分析了复合材料在无人机机身、机翼部件中结构与其功能之间的关系,以及该设计的必要性。介绍了不同复合材料无人机部件的制造工艺,展示出了复合材料在无人机领域应用的主要优势及必要性。     

无人机复合材料构件整体辅助定位工装的制作技术

本文主要介绍了小型无人机复合材料结构件的特点及成型蜂窝夹层结构板件中梁缘条、肋缘条和框层压板结构用整体辅助定位工装,并详述了整体辅助定位工装的制作工艺过程。     

民用飞机复合材料后机身结构适航验证方法

民机复合材料结构的验证需要考虑所用材料、环境、工艺控制、制造缺陷以及运营中的各种损伤等因素。以某民机复合材料后机身适航验证思路和"积木式"试验方法为例,介绍了后机身复合材料结构受环境、损伤、重复载荷等影响的验证方法以及后机身全尺寸试验项目规划,供其他民机复合材料结构适航验证参考。     

复合材料无人机滑撬式起落架设计与优化

根据某型号小型无人机总体要求,建立无人机滑撬式起落架的有限元模型,机身部分采用等效质点简化处理,进行无人机着陆过程的动力学仿真,得到无人机着陆过程中速度衰减趋势、过载值等仿真结果。通过对弓形梁截面尺寸及铺层角度的优化,使无人机落地过程中的过载值达到安全范围,并利用Tsai-Wu失效准则对弓形梁进行强度校核。设计并得到使无人机具有最小过载值且起落架结构不发生失效的弓形梁结构。此外,尝试使用不同的纤维复合材料,进一步提高滑撬式起落架的抗振性能。结果表明,合理的弓形梁尺寸可以提高起落架的抗振性,且芳纶纤维制成的起落架结构相比于碳纤维拥有更好的抗振性能。该研究成果对无人机滑撬式起落架的设计和制造具有重要的指导意义。     

小型无人机玻璃钢蜂窝夹层结构机翼的制造

本文较详细地介绍了小型无人机玻璃钢蜂窝夹层结构机翼的制造工艺过程及其工装的型面制造。     

轻型直升机散热器进气罩复合材料制造技术

<正> 1 概述复合材料技术在当今航空航天领域的运用越来越广,我国自行设计制造的轻型直升机广泛地采用了复合材料技术,复合材料零件共有60余件,其中大型覆盖件有15件,占机身表面的70%左右,其结构形式有实体复合材料,全复合材料蒙皮的蜂窝夹层结构,铝外蒙皮蜂窝夹层结构,其中外形结构最复杂的零件为散热器进气罩,它是安装在发动机前部,与机身结构件——顶棚相连接,要求有与顶棚配合很好的准确外形,以及与顶棚镶嵌件孔位相协调,零件外形及其安装位置如图1、图2。     

袋压法成型复合材料在小型无人机机体结构中的应用

介绍袋压法成型复合材料在小型无人机机体结构中的应用情况。详述了小型无人机机体结构用复合材料原材料的性能与选择依据,以及复合材料结构件的力学性能,并简要介绍袋压法成型的小型无人机机体复合材料结构件的成型工艺特点。     

热压罐成型小型无人机机体结构用复合材料

本文介绍了热压罐工艺制造小型无人机机体结构复合材料用原材料的选择及其性能.在分析无人机结构特点的基础上简单说明了成型工艺方法.     

无人机弹射蜂窝夹层结构破坏分析工程估算方法研究

复合材料蜂窝夹层结构广泛应用于小型无人机机体结构,蜂窝夹层结构设计需要满足无人机使用技术的不断发展的要求。就某小型无人机弹射试验破坏的问题,基于经典梁弯曲理论与Reissner剪切理论薄面板的基本假设进行了分析模型建立与工程估算分析,并与有限元结果进行对比分析,结果为上面板最大应力偏差为3%,下面板最大应力偏差为10.8%,与试验破坏结果具有较好的一致性。研究结果表明,该工程估算方法对实际蜂窝夹层结构设计具有一定的指导意义。     

某型燃料电池无人机结构设计

复合材料结构在小型无人驾驶飞机中的应用越来越广泛,随着无人机的发展,以复合材料为主体的无人机结构型式已有多种.本文根据某型燃料电池无人机总体要求,对该无人机进行结构设计,主要内容包括材料选择、机翼机身结构选择、结构设计以及重要部件强度分析,设计了满足总体设计要求的无人机结构.     

几何扭转的无人机机翼复合材料结构设计

具有几何扭转的无人机机翼其机翼外形是复杂的扭曲面,给制造特别是装配协调带来难度。文中介绍了针对几何扭转的无人机机翼的复合材料结构设计,采用巧妙的工艺设计思想,利用复合材料共固化翼面结构将复杂扭曲面的协调装配简化,从而解决了几何扭转的无人机机翼的低成本制造问题。针对某型无人机所设计的几何扭转机翼已经取得成功应用。     

聚合物夹层复合板材性能及成型技术研究进展

夹层复合板是一种高强轻质的复合板材。主要包括蜂窝夹层结构与泡沫夹层结构。夹层复合板材广泛应用于航空航天领域。早期的夹层板材以金属材料为主。随着聚合物工业的加速发展,聚合物材料以及纤维增强聚合物也成为夹层复合板材的主要材料。主要介绍各种以聚合物为原材料制成的蜂窝夹层板材和泡沫夹层板材的性能、成型技术和应用领域。     

变截面蜂窝夹层结构复合材料胶接工艺研究

针对变截面蜂窝夹层复合材料典型结构件在固化成型过程中出现缺陷的问题进行研究,并在原有的成型工艺基础上,对变形区域的材料特性及受力形式进行了分析,找出了在胶接过程中可能产生蜂窝位置滑移、造成局部结构变形的原因.通过采用分步固化、蜂窝芯二次后处理、发泡胶预粘等工艺处理方法,有效解决了变截面蜂窝夹层结构胶接件在成型过程中的形变问题.     

碳纤维复合材料蜂窝夹层结构的无损检测方法研究

本文介绍了碳纤维复合材料蜂窝夹层结构常见的内部缺陷,这些缺陷的存在将直接影响蜂窝结构的机械性能和工作性能,必须对其进行无损检测。利用超声脉冲反射法对其内部缺陷进行检测作了详细介绍,分别对复合材料蒙皮可能出现的分层、疏松和高空隙率缺陷及蒙皮与蜂窝夹芯之间界面的脱粘缺陷进行检测,对出现的波形进行分析,并判断波形产生的原因,认为超声脉冲反射法对碳纤维复合材料蜂窝夹层结构内部缺陷检测是一种行之有效的方法。     

Nomex蜂窝夹层复合材料的成型工艺研究

针对Nomex蜂窝填充双马树脂基复合材料夹层结构在固化成型过程中易出现的蜂窝芯边缘塌陷问题进行研究。通过采用不同的成型工艺方法,以及对共固化工艺参数进行调整,研制出相应的双马来酰亚胺树脂基碳纤维/蜂窝夹层结构层板,并且对夹层结构的力学性能、内部质量以及平面拉伸性能进行测试。在此基础上分析了成型压力参数对夹层结构质量的影响。相关工艺试验表明蜂窝芯塌陷的原因主要是固化过程中蜂窝芯边缘的滑移引起的蜂窝局部失稳,通过采取分步成型、蜂窝先胶接后修型的方法能够有效地解决Nomex蜂窝夹层结构填充双马树脂基复合材料结构成型过程中的蜂窝芯塌陷问题。     

泡沫夹层结构的模压共固化成型工艺及参数选定

在分析夹层结构的基础上,概述了常用芯材包括铝蜂窝、NOMEX蜂窝和聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的性能和特点,介绍了刚性泡沫夹层结构常用的成型工艺,详细阐述了刚性泡沫夹层结构的模压共固化成型工艺及相关参数的选定。     

修复方式对蜂窝夹芯结构弯曲性能的影响

针对夹芯结构经常出现的三种损伤方式:单面板损伤、单面板和蜂窝损伤以及穿透性损伤,利用真空袋压工艺,采用高强玻璃布补片和Nomex蜂窝芯作为修补材料,通过复合材料胶接与挖补修复工艺对损伤结构进行修复,主要探讨了修复前后不同损伤孔径对其弯曲性能的影响。结果表明,三种损伤方式对蜂窝夹芯结构的最大载荷和弯曲刚度都有很大影响;三种损伤方式的夹芯结构的最大载荷和弯曲刚度都随着损伤孔径的增大而降低;用复合材料胶接与挖补工艺对三种损伤方式的夹芯结构进行修复,能大大提高受损结构的弯曲性能;修复后的最大弯曲载荷达到完好夹芯结构的80%以上,修复后的弯曲刚度达到完好夹芯结构的85%以上。     

共固化成型无人机用复合材料/蜂窝夹层结构面板的性能

针对无人机结构工程设计和工艺方案需要,通过试验比较几种预浸料在共固化成型工艺状态下制备的蜂窝夹层结构面板与在相同固化工艺条件下制备的层压板的力学性能,得出可直接采用共固化工艺制造无人机飞机机体结构的结论.性能结果显示,由所选择的适用于共固化工艺的预浸料所制备的面板与层压板试样的力学性能基本是相当的,但面板的层间剪切强度却明显比层压板的低.     

J-133B（AE）室温固化结构胶黏剂体系

复合材料板、金属面板乃至装饰板材的复合夹层结构和蜂窝夹层结构在现代建筑和交通器材领域取得了广泛应用,实现这些结构的室温粘接具有成本和工艺上的优势。我院研制的J-133B（AE）结构胶黏剂就是可适用于这种粘接的室温固化胶黏剂系列。该胶黏剂体系中Ⅱ、Ⅲ型胶黏剂兼有良好的爬升性能和适宜的流淌性能,因而固化后上、下板与蜂窝芯间剥离强度一致,保证了试件的强度和可靠性,从而简化了固化工艺、提高了生产效率。论述了J-133B（AE）室温固化结构胶黏剂体系的固化使用条件、力学性能和耐久性。