弧形三角截面碳纤维复合材料桁架结构的研制

复合材料桁架结构具有重量轻、比刚度和比强度高、载荷分布合理的特点。为适应飞艇等浮空器的弧形曲面结构,创新设计了弧形三角截面碳纤维复合材料(CFRP)桁架结构,并对其制备技术进行了研究。桁架弦杆管件采用外模内加压的成型方式,三角腹杆与接头为整体结构、一体化成型,整体单元桁架在专用工装上组装连接。通过本方法制备的单元桁架组件比强度和比刚度大,各项性能满足设计指标要求,具有轻量化和承载性良好的特点。最终通过单元桁架组件的连接组合形成环形或弧形整体复合材料桁架结构件,可实现在飞艇、高空气球等浮空器桁架结构上的应用。     

树脂基复合材料连接技术研究现状及在桥梁工程中的应用和发展

为促进树脂基复合材料连接技术的发展及其在桥梁工程中的应用,本文从连接接头形式、接头制作工艺、接头传力特点和承载力影响因素等多个方面归纳总结了树脂基复合材料连接技术的研究成果,分析了其在桥梁工程中的应用现状及特点,认为连接技术是制约树脂基复合材料结构在桥梁工程中应用的瓶颈问题之一。根据树脂基复合材料结构的特点,借鉴航空工业中广泛应用的复合材料耳片接头、多向承插接头及复合材料桁架结构整体成型工艺等研究成果,提出了解决桥梁工程中复合材料结构连接问题的技术方案。     

航天复合材料技术述评

阐述了复合材料在航天工程化应用中存在的新材料与"老材料"、性能与成本及一体化与分体成型3大矛盾关系,提出了目前亟待解决的材料性能数据库、空间环境效应、后加工等几个关键问题,并结合复合材料在航天器中应用情况分析了材料工艺的演化发展趋势。述评表明,无论是航天器平台结构与机构,还是通信、遥感、热控制、电源、推进、返回等分系统,都有大量复合材料成功应用的实例。但就工程化应用水平而言,目前尚处于在替代传统材料和解决可用性问题的较低阶段。最后指出,真正实现基于复合材料自身规律的产品设计,进一步实现高性能化、多功能化或结构功能一体化,将是航天复合材料前所未有的机遇和挑战。     

树脂基复合材料连接技术研究现状及在桥梁工程中的应用和发展

为促进树脂基复合材料连接技术的发展及其在桥梁工程中的应用,本文从连接接头形式、接头制作工艺、接头传力特点和承栽力影响因素等多个方面归纳总结了树脂基复合材料连接技术的研究成果,分析了其在桥梁工程中的应用现状及特点,认为连接技术是制约树脂基复合材料结构在桥梁工程中应用的瓶颈问题之一.根据树脂基复合材料结构的特点,借鉴航空工业中广泛应用的复合材料耳片接头、多向承插接头及复合材料桁架结构整体成型工艺等研究成果,提出了解决桥梁工程中复合材料结构连接问题的技术方案.     

民用工业中复合材料桁架的应用和发展

本文叙述了复合材料桁架的构造、分类和计算方法,突出了复合材料桁架的优越性能和在民用工业中的应用前景;在分析大量文献资料的基础上阐述复合材料桁架杆件的多种加工工艺,并比较不同截面形式对杆件性能的影响;探讨复合材料杆件的破坏机理和分析方法,介绍节点的类型和各自的特点,提出节点及连接部位存在的关键问题;根据国内外复合材料桁架的研究和应用现状,阐述了复合材料桁架的性能和不同的设计方法,总结归纳影响复合材料桁架性能的关键因素和设计中存在的一些问题,并提出改进杆件设计、节点设计和优化复合材料桁架的建议。     

复合材料K/T型接头真空辅助成型工艺树脂流动研究

城市的现代化进程促进了大跨度结构的应用,用于结构间的连接接头需要具有良好的力学、耐疲劳和耐腐蚀性能。先进复合材料以优异的性能成为理想的接头材料,但高昂的制造成本限制了其应用。对基于真空辅助成型(VARTM)工艺制造K/T型接头时的树脂流动过程进行了研究,通过考察四种可能树脂注模方式所需注模时间及流动前锋的信息确定合理的工艺方式;并将模拟结果与相应试验结果对比分析,两者表现出良好的一致性。采用复合材料接头一体化制造模具制造出K/T型接头,并组装了典型复合材料桁架结构。试验结果表明,模拟所得注模方式可实现复合材料K/T型接头的低成本工艺制造,避免了由传统试错法确定注模方式带来的高成本。     

针织结构复合材料的应用与发展

介绍了针织结构复合材料应用情况,描述了经编多轴向结构、经编间隔、针织管状与针织异形结构等针织结构复合材料的特点与性能,以及针织结构复合材料在航空航天、能源领域、车船制造、建筑工程、柔性复合材料等领域的应用,展望了针织结构复合材料的发展前景。     

复合材料融合设计在安装支架上的应用

航空电子装备中广泛使用的安装支架类产品,通常采用铝合金等金属材料设计制造,在新一代装备升级改进中,提出了结构轻量化要求。安装支架结构复杂,采用复合材料替代金属作为结构轻量化的材料选择,存在设计、制造等难点。本文介绍了复合材料融合设计方法在复合材料安装支架上的设计应用,综合考虑材料、结构、工艺、模具、制造等要素,探索在实现产品结构功能和减重的同时,提高材料利用率和成品质量,并降低工艺成型难度和制造成本。通过产品制造和试验,验证了该方法的可行性和优点。     

先进聚合物基结构复合材料在导弹和航天中的应用

介绍近十多年来先进聚合物基结构复合材料在战略导弹、战术导弹、运载火箭及航天飞行器的太阳电池阵结构、有效载荷结构、本体结构、桁架结构、热控制系统和压力容器中的应用,并简要分析了先进聚合物基结构复合材料未来的发展趋势。     

复合材料结构在MA700飞机上的应用

阐述了MA700飞机采用复合材料结构的必要性,介绍了当前国外涡桨支线飞机复合材料结构应用情况,以及国内民用飞机复合材料应用及技术发展情况,并对MA700飞机复合材料结构应用的指导思想、材料和工艺方法选用、先进设计与制造技术应用等方面情况进行了说明,并从安全性、设计与制造能力、成本与效益、关键技术及解决途径等方面,对MA700飞机复合材料应用方案可行性进行了综合论证。在MA700飞机的设计过程中,安全性、长服役寿命、最小重量、可维护性4个主要方面的性能是必须要考虑的。MA700飞机应用复合材料是我国航空实现跨越发展的迫切需求,同时也是我国航空复合材料发展到了一定程度的必然结果。MA700飞机复合材料结构应用方案的制定以国内设计、制造能力为基础,借鉴国外飞机复合材料应用和国内转包生产的成功经验,切合实际,具有可行性。     

碳化硅陶瓷基复合材料基体和涂层改性研究进展EI北大核心CSCD

随着航空航天器性能的提高,其热端部件如航空发动机、高超音速飞行器的头锥及翼前缘等服役环境愈加苛刻。为了满足更苛刻的服役环境,需要对碳化硅陶瓷基复合材料(SiC matrix ceramic composites,CMC-Si C)进行基体或涂层改性以发展更长寿命、更耐高温和结构功能一体化的陶瓷基复合材料。介绍了航空航天器热端部件用CMC-SiC复合材料基体和涂层改性的研究进展、成果、现状及存在的问题,指出了今后需要着重解决改性CMC-SiC复合材料的工程化应用问题、发展具有更高使用温度的改性材料体系以及发展在发动机环境中应用的环境屏障涂层体系。     

新型多功能材料的发展及其在国防科技中的应用

正1引言各类新型结构和多功能复合材料在制造国防系统(包括兵器与地面车辆、军用飞机、导弹与航天器、舰船、核武器及相关电子设施或设备)中组合进各种先进功能,使结构—功能或多功能材料及其相关材料已在设计与制备国防科技中得到广泛应用。     

碳化硅陶瓷基复合材料基体和涂层改性研究进展

随着航空航天器性能的提高,其热端部件如航空发动机、高超音速飞行器的头锥及翼前缘等服役环境愈加苛刻。为了满足更苛刻的服役环境,需要对碳化硅陶瓷基复合材料(SiC matrix ceramic composites,CMC–Si C)进行基体或涂层改性以发展更长寿命、更耐高温和结构功能一体化的陶瓷基复合材料。介绍了航空航天器热端部件用CMC–SiC复合材料基体和涂层改性的研究进展、成果、现状及存在的问题,指出了今后需要着重解决改性CMC–SiC复合材料的工程化应用问题、发展具有更高使用温度的改性材料体系以及发展在发动机环境中应用的环境屏障涂层体系。     

轻量化高性能碳纤维复合材料车体研发关键技术

简述了轨道交通领域碳纤维复合材料应用现状,从结构材料设计、整体结构设计、车体成型技术、构件连接技术、结构声学设计、缺陷检测技术等多个方面探讨复合材料整车车体研发的技术难点。在碳纤维复合材料车体研发的过程中,只有充分理解和实现复合材料的材料、设计、制造一体化,全面综合地考虑各种关键技术,才能获得高性能的碳纤维复合材料车体,并有效降低复合材料车体的成本;只有建立完整的复合材料车体设计、制造、验证技术规范和质量评价体系,碳纤维复合材料才能在轨道交通行业中得到推广应用。     

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。     

航天703所三维数字复合材料制造技术应用于长七火箭

正近年来,多个航天新型号采用全三维数字化设计技术进行结构设计,对制造部门提出更高要求。为此,703所积极探索复合材料三维数字化制造模式,不但突破了传统复合材料制造技术瓶颈,打通了从三维设计模型到生产现场可视化应用的数字化制造链路,而且在保证产品质量、降低研制成本、缩短研制周期等方面获得了显著的应用效果。该所已应用复合材料三维数字化制造技术成功研制并交付了包括长征七号在内的多个型号结构复合材料部段。     

轻量化复合材料桁架桥承载性能试验研究

轻量化复合材料桁架桥是以碳/玻混杂纤维增强复合材料(FRP)与铝合金为原材料的,为武警部队研发、通行重型荷载的应急桥装备。为了验证桥梁的承载性能,对30 m跨轻量化复合材料桁架桥进行了静载与动载试验。结果表明:轻量化后的应急桥在静动载作用下,结构处于线弹性状态,杆件应力与桥梁变形均小于设计允许值,桥梁性能良好,达到了工程应用的设计要求。     

复合材料轻量化技术在舰船制造领域的应用

舰船轻量化符合先进复合材料低成本、整体化的发展方向,成为现代复合材料研究的关键技术之一。复合材料轻量化技术有利于舰船提高航速和灵活性,降低运营成本。本文从增强材料、基体树脂、夹层材料、船体结构、结构部件以及复合材料成型工艺6个方面阐述了复合材料轻量化技术在国内外舰船制造领域的应用情况。在舰船的制造中采用先进的复合材料轻量化制造技术,对满足舰船轻量化需求,提高军事水平,展现综合国力,有着重要的社会和经济意义。     

纤维增强树脂基复合材料制造技术研究进展

纤维增强树脂基复合材料具有质量轻、比强度高、比模量高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好等一系列特点,已经成为航空航天及军工等高技术领域最重要的结构材料之一。随着复合材料研发及应用的快速发展,其制造技术也在向先进性和多维度方向发展,制造技术的发展又反过来进一步推动了复合材料的应用。总结了模压成型、模塑成型、热压罐成型、缠绕成型、自动丝束铺放成型、拉挤成型、增材制造技术等七种纤维增强树脂基复合材料的制造技术,对成型工艺流程、优缺点、研究热点进行了总结,并对纤维增强树脂基复合材料制造技术的发展前景进行了展望。     

天津工大高性能纺织复合材料助“嫦娥”奔月

由天津工业大学复合材料研究所研制的卫星空间桁架结构用三维编织复合材料整体连接件应用在“嫦娥一号”．卫星上。这项研究成果曾获得2006年度中国纺织工业协会科学技术进步奖一等奖。