碳纤维机载电磁屏蔽机箱制造工艺研究

某机载电磁屏蔽机箱对重量的控制要求严苛,因此采用碳纤维复合材料制造该机箱。文中论述了该碳纤维机载电磁屏蔽机箱的制造工艺过程,即对该整体成型机箱的制造工艺流程进行了介绍,并对模具设计、铺层设计、金属预埋件精确定位、表面金属化等关键技术进行了详细讨论。与相同结构的铝制机箱相比,该碳纤维机箱的质量减轻了约30%,并通过了电磁屏蔽性能测试以及振动、盐雾、湿热、温度冲击等环境适应性试验验证,完全满足设计和使用要求。     

新型弹射发射装置冲击动力学与结构安全性研究

新型弹射发射装置具有大刚度弹射和悬挂物大弹射速度分离的功能，能够确保战机的武器发射安全和载机的安全，悬挂物分离后，弹射发射装置的下模块处于高速运动过程中，如何实现高速运动部件快速稳定地达到停止稳定状态，确保运动机构的结构安全，成为该悬挂装置结构安全性和功能安全性实现的技术关键之一。本文从常规的缓冲概念入手，以悬挂发射装置设计规范为约束边界，通过功能筛选、建模计算，确定阶梯缓冲的解决方案，并进行仿真计算和试验验证。     

基于碳纤维复合材料的机器人臂杆优化设计

为了提高机器人的负载自重比,采用碳纤维复合材料替换铝合金材料,对机器人臂杆进行优化设计.通过准各向同性铺层方式测试碳纤维复合材料机器人臂杆的性能,并与铝合金材料机器人臂杆进行对比,确定碳纤维复合材料机器人臂杆的铺层厚度.使用邻域培植遗传算法对铺层角度进行优化,根据铺层设计的经验性原则筛选得到最优解.通过对比确认,优化设计后机器人臂杆的质量减小39.6％,轻量化效果明显.     

某碳纤维电子机箱结构动力学仿真及试验研究

碳纤维增强复合材料（Carbon Fiber Reinforced Polymer, CFRP）作为一种高性能复合材料,具有比强度和比刚度高、减振性能好等特点,在机载电子设备中的应用越来越广泛。文中针对机载环境条件特点,设计了一种碳纤维复合材料电子机箱,并利用ANSYS 软件进行了结构动力学仿真分析,最后通过冲击试验测得典型位置的应变,并预测了冲击试验中可能出现的最大应变。文中所做工作对同类型电子机箱结构设计具有一定的指导意义。     

碳纤维复合材料车体地板长大型材粘接工艺研究及装备设计

碳纤维复合材料应用于轨道车辆车体地板结构,较铝合金车体地板减重33%。碳纤维复合材料长大型材结构采用拉挤成型工艺,连接方法以粘接为主。本文优化设计了碳纤维复合材料车体地板长大型材的榫槽粘接接头,并通过剪切拉伸试验验证了该接头形式的可靠性。在此基础上研发了一套由定位系统、控制系统、执行系统组成的柔性化粘接工艺装备,该工艺装备通过更换仿形支撑尼龙模板来实现不同车型和不同型材连接的柔性化切换,满足车体地板用碳纤维复合材料长大型材粘接工艺要求。     

某发射装置前盖板断裂故障分析及改进

通过对某机载导弹发射装置前盖板断裂故障进行详细的分析,得出了故障的主要原因,同时提出了改进措施,并对改进措施进行了大量的试验验证,证明了改进措施的有效性。     

发射装置高低温弹射试验平台悬挂桁架设计研究

发射装置高低温弹射试验平台,是空空导弹发射装置进行弹射环境试验的通用平台,悬挂桁架是平台的重要组成部分,其性能直接影响试验效果。论述了悬挂桁架的硬件组成、结构形式、设计计算过程以及安装施工方法等,重点对悬挂桁架进行了刚度校核,满足了设计要求,为其他类似悬挂桁架的设计提供了参考。     

T800级碳纤维复合材料螺旋铣磨制孔工艺研究

碳纤维复合材料由于具备强度高、各向异性、层间强度低等特点,加工时易产生毛刺、分层等损伤,是典型的难加工材料。本文针对碳纤维复合材料制孔出入口处易损伤的问题,对金刚石磨头端面进行锥角过渡改进设计,并采用螺旋铣磨工艺,探索T800级碳纤维复合材料轻量化低损伤加工方法,通过正交试验设计研究了刀具结构和工艺参数对制孔质量的影响。试验结果表明:与传统金刚石磨头相比,金刚石磨头端面锥角在60°时,轴向力从75N降至53.5N,降幅28.7%,径向力从35.5N升至128N,涨幅264%,并能获得较为理想的制孔质量,可以实现T800级碳纤维复合材料轻量化加工。     

碳纤维复合材料钻削试验研究

在碳纤维复合材料切削加工过程中,经常会出现分层、劈裂等质量问题。文中为了解决碳纤维复合材料的分层问题,从而达到提高碳纤维复合材料钻削质量的目的,主要从分析碳纤维复合材料切削加工工艺特性入手,利用不同的工艺参数、加工技巧,对其进行了一系列钻削试验。通过分析试验数据,对比试验结果,从优化工艺参数、加工刀具的选用方面,提出了若干适合实际操作的工艺技巧,确定了最优的钻削方法。该方法被广泛应用到了产品中,成功改善了碳纤维复合材料的钻削质量。     

碳纤维复材制孔及修边技术的研究与应用

复合材料的兴起丰富了现代材料家族,尤其是具备高强度、高模量、低比重的碳纤维增强复合材料的出现,使其成为各类军、民装备重要的候选材料之一。陕飞公司立足于自身的型号研制需要,开展了碳纤维增强复合材料的手工制孔与修边技术的工艺预研工作。详细阐述了陕飞公司开展此项技术预研工艺试验,以及通过工艺试验摸索取得的碳纤维复合材料制孔与修边技术的工程化研究与应用成果。     

混合结构机械臂关节壳轻量化设计

为了进一步减轻碳纤维复合材料(CFRP)和铝合金(AA)构成的混合结构机械臂的重量,以其混合结构中T700/BA9916碳纤维—6061铝合金关节壳为研究对象。借助ABAQUS使用一种联合拓扑优化和正交设计的方法对关节壳进行轻量化设计:首先进行拓扑优化获得关节壳材料的理想分布,再基于优化结果考虑加工工艺进行正交设计改进拓扑优化结果。运用这种方法能同时达到材料分布符合实际和设计计算量减少两点优势。结果表明:混合关节壳采用环向开槽、开槽个数为六、开槽宽度50°试验方案时,比优化前质量减轻12.67%,且满足相应强度、刚度约束,对混合结构机械臂轻量化设计具有一定指导意义。     

某碳纤维显控台结构动力学仿真分析及优化

机载电子设备需具有足够的刚强度才能满足环境使用要求,而碳纤维材料的结构设计以往大多通过样件试验来进行验证。文中运用ANSYS软件对某机载碳纤维显控台进行了模态分析,依据分析结果对显控台结构进行了优化,再通过加载真实使用环境下的振动条件对显控台进行了谐响应分析,并对优化前后的谐响应分析结果进行了对比。经验证,优化结果满足环境要求。这可为同类产品的设计提供参考。     

C／CuPb复合轴瓦材料的研制

用粉末冶金工艺制造了短碳纤维铜铅合金复合材料(以下简称C/CuPb复合材料)。对该复合材料的性能试验结果表明其性能优于CuPb轴瓦合金,因而有可能作为一种新型的轴瓦材料。     

碳纤维麦弗逊悬架控制臂轻量化设计

建立悬架动力学模型,对控制臂在冲击、转向、制动三种工况下的边界载荷进行研究,并以控制臂体积最小为优化目标,结合优化设计数学模型利用拓扑优化软件Opti Struct对碳纤维悬架控制臂进行了结构优化,获得控制臂基本形状以及材料的最优化分布。根据优化结果,对控制臂进行了结构设计,并通过有限元仿真,对各种工况下碳纤维控制臂的应力以及位移进行了研究,结果表明,通过轻量化设计的碳纤维控制臂在符合强度和刚度要求的同时,比钢结构控制臂轻45.6%。     

某复合材料机载构件制造工艺研究

树脂基碳纤维复合材料（CFRP）具有轻质、高强度、高刚度的优点,在航空航天领域获得了日益广泛的运用。针对某机载结构件的特点,选择合适的材料和工艺方法,进行了模具设计、仿真分析、成型工艺、机械加工等方面的研究和实践,最终获得了达到应用要求的复合材料构件,对类似问题的解决提供了参考。     

碳纤维增强复合材料/钛合金叠层变参数钻削试验

针对碳纤维增强复合材料/钛合金叠层的难加工材料钻削机理开展研究。基于断屑工艺加工方法设计钻削试验并通过对切削过程进行在线监测,验证断屑工艺叠层钻削相对于连续叠层钻削的可行性及有效性。试验结果表明:断屑工艺有效改善了复合材料及钛合金的孔壁表面质量,并较好地提高了叠层钻削加工质量,但对钻削中的其他测量参数并无显著影响。     

层合板和蜂窝夹心结构复合材料敲击特性研究

制备了层合板结构和蜂窝夹心结构两种不同结构的复合材料损伤试块,基于有限元理论对这两种典型复合材料损伤结构的振动特性进行了分析,发现损伤尺寸对碳纤维蜂窝材料固有频率的影响显著优于碳纤维层合板的固有频率。采用啄木鸟智能检测仪对两种不同结构的复合材料损伤试块进行了敲击试验,试验结果表明,蜂窝夹心结构损伤试块的敲击检测脉宽损伤差异率为50.5%,而层合板损伤试块的敲击检测脉宽损伤差异率为31.5%,敲击检测对碳纤维蜂窝复合材料的损伤检测灵敏度显著大于层合板结构复合材料。     

楔形复合材料结构铆接工艺优化

通过分析与试验的方法,针对某机型某部位楔形复合材料结构铆接存在的安装损伤问题,分析了损伤产生的原因,提出对铆接工艺进行改进优化。研究表明:采用优化后的铆接工艺能够很好地解决楔形复合材料结构铆接存在的安装损伤问题,具有实用性,并为其它楔形复合材料结构铆接提供有益的借鉴。     

基于热压罐工艺的电磁防护复合材料机箱研制

针对武器装备减重和电磁屏蔽设计需求,文中采用镀镍碳纤维和碳纤维增强复合材料作为机箱主材料,配合层间电磁增强和缝隙、搭接等部位的电连接设计,利用热压罐成型工艺制备了电磁防护复合材料机箱。按照GJB 151B-2013 的相关要求对机箱的电磁兼容性进行了测试, 测试频率范围为30MHz ~18 GHz, 并验证了所用成型工艺的可行性。测试结果表明,与相同结构的铝制机箱相比,该机箱质量降低了31. 4%,其电磁兼容性满足RE102 辐射极限值要求。采用该工艺制作的碳纤维电磁防护机箱具有质量轻、强度高、成型快、成本低、屏蔽性能好、环境适应性强等优点,具有较高的工程价值和发展前景。     

碳纤维下控制臂轻量化设计

以双横臂悬架的下控制臂为研究对象对其进行轻量化设计,为得到结构和碳纤维铺层参数对下控制臂刚度和强度性能的影响,采用了试验设计的方法。以下控制臂结构、铺层顺序和0°铺层占比作为影响因素,设计了三因素三水平正交表,研究它们对该下控制臂刚度和强度性能影响的主次顺序,并得到较佳的组合方案,将碳纤维下控制臂结果与原金属下控制臂进行比较。碳纤维下控制臂最大位移和最大应力均低于原钢质控制臂,失效因子小于1,且质量比原钢质下控制臂减轻了63.95%。结果表明,碳纤维下控制臂在轻量化的同时,其刚度和强度性能均满足设计要求。