基于高分子复合材料的飞机结构件研究进展

高分子复合材料具有轻质高强和可设计性强等优点,在飞机构件领域得到了越来越广泛的应用。主要介绍了高分子复合材料在飞机构件领域的应用,主要包括复合材料的优点、飞机构件的成型设计以及构件性能的检测等方面。     

碳纤维复合材料拉——压杆的研制

在轻质构件(如复合材料的壳体、杆或梁)的研制过程中,主要的问题不是复合材料的组成和制做,而是如何把力传递到构件上去。由于复合材料具有较高的强度和刚度,因此,构件的壁通常是很薄的。因而,主要的问题就是通过适当的传力件把沿着一些点或线作用的、比较大的外力传递到构件的薄壁上.特别是碳纤维复合材料构件,由于它们主要是为满足刚度要求而设计的,而纤维又具有较高的弹性模     

多相纤维协同增强尼龙基复合材料增材制造研究

连续纤维增强复合材料(C-FRP)具有杰出的力学性能,在航空航天、交通运输等领域得到了广泛的应用.熔丝制造(FFF)是应用最为广泛的增材制造技术,在连续纤维增强复合材料复杂构件制造中具有巨大的潜力.然而,熔丝制造技术制备的复合材料构件与传统工艺制造的复合材料构件间存在较大的力学性能差异,严重阻碍了此类先进复合材料构件的...     

复合材料整体化构件的装配破坏仿真研究

复合材料在固化过程中,由于材料各向异性、铺层非对称不均衡、构件布置不对称,温度改变和固化度的分布不均匀,导致不同程度的固化收缩,使复合材料结构件发生与预期形状不一样的固化变形。复合材料层合构件发生固化变形后,在装配过程中须进行校正。对固化变形的校正会增大整个构件的应力水平。特别在装配点附近的构件连接处,会产生较大的装配应力,对整体构件产生很不利的影响。本文研究固化变形校正装配的过程,并建立一套考虑固化变形校正装配破坏的分析方法。研究了复合材料固化变形的机理,并介绍了复合材料分层仿真的界面元方法。基于以上研究,在复合材料层合结构分析软件ADGS中,建立了一套较完整的复合材料整体化构件的装配破坏仿真分析模型。     

装配工艺参数对复合材料构件弯曲性能的影响

为研究不同装配工艺参数对碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)构件弯曲性能的影响规律,以碳纤维增强树脂基复合材料为实验对象,以DNS100电子万能试验机为实验平台,通过对比不同装配工艺参数对复合材料构件的极限承载性能、刚度、损伤发生时刻的影响,分析了装配钉距、间隙尺寸和间隙补偿材料等装配工艺参数改变对复合材料构件弯曲性能的影响规律。结果表明:在一定范围内,通过增大装配钉距可以有效提高构件的刚度;装配间隙对复合材料构件弯曲性能的影响与构件厚度密切相关;实验条件下液体垫片在提高构件刚度方面的效果强于玻璃纤维垫片。     

美国首次实现梯度复合材料构件一步成形

正近日,美国华盛顿州立大学首次实现利用3D打印技术一步成形出由两种不同材料组成的梯度复合材料结构,能够有效减少制造流程,快速制造出具有多种材料的复杂构件。该研究成果发表在5月份的《增材制造》杂志上。金属-陶瓷梯度复合材料具有金属和陶瓷特性的优点,其     

用碳素纤维制造铝基复合材料

由于轻量化及能源方面原因,用碳素纤维制作铝基复合材料的研究引起了人们的重视。尤其在飞机制造业中,由于机体减重一公斤,即会对总重量带来减重二至五公斤的效果,所以碳素纤维/铝基复合材料在飞机上的使用范围日益扩大,从非承载构件到受载构件,都在力求使用碳素纤维/铝基复合材料。在飞机上使用碳素纤维/铝基复合材料的主要优点是:降低燃料消耗;使发动机小型化;使机翼、起落架小型化。其结果,延长了飞行航程;增加了飞机运载量。     

复合材料构件热压罐成型制造技术专利分析

复合材料在飞机上的用量和应用部位已成为衡量飞机结构先进性的重要指标之一,加之专利保护意识的增强,复合材料制造技术领域的专利数量迅速增长。本文利用国家知识产权局、美国及欧洲三大专利数据库,针对复合材料构件热压罐成型制造技术的发明专利,采用专利计量分析的方法,分析其技术现状及发展趋势。主要包括：专利申请的时间分布和空间分布,主要专利权人及其专利文献相关信息,并给出我国实施专利战略的一些建议。     

不对称铺层复合材料变形规律的实验研究

为了充分发挥复合材料的可设计性和减重作用,近年来不对称铺层复合材料受到了越来越多的关注。本文对铺层顺序、构件尺寸、构件厚度和固化温度等因素对不对称铺层复合材料的变形规律进行了实验研究。结果表明,铺层顺序、构件厚度和固化温度对不对称铺层复合材料的变形有显著影响,而构件尺寸对变形曲率影响较小。     

连续碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料研究进展

碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基(SiC/SiC)复合材料具有轻质、耐高温、抗氧化的优异特性,在航空领域,如航空发动机的热端构件、高温结构功能一体化构件,航天及空天飞行器热防护结构部件、动力系统热端部件等领域具有广泛的应用前景,受到美国、欧洲、日本等国研究人员的广泛关注。本文从组成、制备工艺、加工工艺和考核应用等方面,综述了SiC/SiC复合材料的国内外研究进展,并指出了目前面临的问题和机遇。     

VARI成型V型构件固化变形和影响因素分析

复合材料在成型过程中会伴随着复杂的热化学和物理变化,此现象会导致复合材料内部的残余应力积累并进一步使复合材料在脱模后产生固化变形。采用顺序耦合热应力的方法建立了预测复合材料固化变形的三维有限元模型,对真空辅助成型(VARI)的复合材料V型构件的固化变形进行了数值模拟和试验验证,并进一步分析了固化温度、对流换热系数、构件厚度等因素对复合材料V型构件的影响。模拟结果表明,复合材料V型构件的回弹角会随着固化温度和对流换热系数的升高而增大,随着构件的厚度增加而减小。固化温度从150℃升高至190℃,回弹角增加了72%;对流换热系数从1 W/(m2 K)升高至100 W/(m2 K),回弹角增加了15%;构件厚度从2.4 mm增加至4.8 mm,回弹角减小了43%。     

先进复合材料的无损检测

分析了碳纤维复合材料构件在成型和使用过程中易产生的缺陷及产生缺陷的原因,提出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;对国内外适用于复合材料构件的几种探伤方法进行比较,认为超声波法是复合材料的一种检测缺陷的有效方法,对如何应用超声波法检测复合材料进行介绍。     

复合材料表面膜的研究进展

复合材料表面膜因具有改善复合材料表面质量、减轻结构质量、节约制造成本等诸多优点,在航空航天复合材料构件制造中获得了广泛应用。总结了复合材料表面膜的研究历程,展望了复合材料表面膜研究发展方向。     

装配间隙对复合材料构件弯曲疲劳性能的影响研究

各向异性的碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)制件固化后极易产生翘曲变形,装配连接时在贴合面处会产生装配间隙并对构件的力学性能产生影响。为探究不同装配间隙尺寸对CFRP构件弯曲疲劳性能的影响规律,以CFRP制件为试验对象,以电子万能试验机和SD100液压疲劳试验机为平台,通过对比含不同尺寸装配间隙的复合材料构件失效过程及疲劳寿命,揭示装配间隙尺寸对复合材料构件弯曲疲劳性能的影响规律。研究发现:装配间隙直接影响复合材料构件的受载失效过程,并导致构件疲劳性能下降;在一定间隙高度内增大间隙长度能够提高复合材料构件的疲劳寿命,间隙高度的增加对复合材料构件疲劳寿命的影响极大。     

铺层对碳／环氧树脂基复合材料固化变形的影响

碳／环氧树脂基复合材料构件应用广泛,但在加热固化成型过程中易产生严重的变形。铺层设计时,在满足构件结构强度和刚度要求基础上,通过优化铺层设计,来降低碳／环氧复合材料构件的变形。本文在这方面进行了初步的探讨,旨在摸索对复合材料设计有积极意义的规律。     

复合材料的整体镶嵌连接技术

为了寻求分立紧固件(discrete fasteners)连接、粘接和非粘接以外的聚合物基复合材料更多样的连接方法,提出了一种新型的装配连接,这种连接和单个构件的设计和制造构成一体,以"整体镶嵌连接技术"(intergral fit joint technologies)为名归类。给出并说明了上述取消紧固件、不用粘接剂及超声和其他大能量来连接构件的方法。整体镶嵌连接技术在复合材料领域的应用,需要对复合材料体系的优势和弱点、构件制造工艺、复合材料构件装配方法以及作用在连接部位的力等,都有一个基本的了解。为高压输电塔开发的复合材料扣接连接技术,可作为一个例子以说明整体镶嵌连接在复合材料结构中应用的潜力。     

攀枝花煤矸石综合利用的现状和前景

介绍了攀枝花矿务局煤矸石的性质和在制矸石砖、水泥和复合材料方面的应用状况,以及在发电、轻质构件、轻骨料和化肥上的应用前景。     

复合材料管与接头胶接构件的强度与疲劳性能研究

复合材料具有比强度高、耐疲劳性能好、减震性能好、性能可设计等诸多优点,在航空航天、汽车等工业领域得到了广泛应用。本文通过改变复合材料管的铺层和胶接结构形式考察某航天复合材料管与接头连接构件的抗弯强度和疲劳性能。结果表明,采用双搭结构或单搭结构胶接段管的外侧局部加强都可以显著提高复合材料管与接头胶接构件的抗弯性能及疲劳性能,这两种方法都能够满足该航天构件的设计要求。     

复合材料开孔层合板的纤维铺放路径优化设计

本文以开孔平板的单向拉伸和销栓挤压为应用背景,提出了一种面向应用的复合材料构件CAE/CAM一体化纤维铺放路径优化设计方法。利用ANSYS有限元分析工具,根据复合材料构件的受力分析,按构件的主应力形式选用纤维类型、按主应力方向优化设计构件的纤维铺放路径,并按主应力大小设计纤维铺放密度,以充分发挥纤维复合材料性能,提高构件的强度和刚度。详细讨论了应用该方法所涉及的建模、网格划分、理论铺放路径生成和实际铺放路径修正等相关技术。     

复合材料在铁路高速列车上的应用

本文对工业发达国家复合材料在高速列车大型承载构件上的应用研究现状进行了综述、评价。并对我国高速铁路建设开展这项研究提出建议。