層壓復(fù)合材料連接接頭設(shè)計(jì)及其在大飛機(jī)中的應(yīng)用

以機(jī)械聯(lián)接接頭應(yīng)力分布的解析解為基礎(chǔ)，以單向板縱向拉拉ｓｎ曲線為依據(jù)，按照孔邊一定范圍內(nèi)逐層逐單元損傷直至破壞的物理本質(zhì)，從宏觀唯象觀點(diǎn)出發(fā)，提出了一種壽命估算方法。同時(shí)，文中還給出了孔的永久變形與循環(huán)次數(shù)之間的擬合關(guān)系式。

提出基于單層的特征曲線法,對(duì)復(fù)合材料機(jī)械連接接頭強(qiáng)度進(jìn)行了分析計(jì)算。在基于單層的特征曲線法中,特征長(zhǎng)度根據(jù)各層的受力特點(diǎn)用數(shù)值方法確定,不需要試驗(yàn),通過(guò)對(duì)各層特征曲線位置處單元進(jìn)行失效判斷,確定接頭的破壞載荷。通過(guò)算例分析可知,采用本文所提出方法所得的計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)值吻合很好,較基于層合板特征曲線法所得結(jié)果更精確,說(shuō)明了該方法的有效性。

根據(jù)制作過(guò)程中膠層固化的時(shí)機(jī),復(fù)合材料膠—螺混合連接接頭可分為兩種制作工藝。目前對(duì)兩種工藝制作的膠—螺混合連接接頭的研究中均存在傳力機(jī)理不清,缺乏承載力計(jì)算方法等問(wèn)題。對(duì)于兩種工藝所制作的膠—螺混合連接接頭,對(duì)比分析其承載變形過(guò)程中傳力機(jī)理及膠—螺之間變形協(xié)調(diào)條件的差異。基于接頭的傳力機(jī)理及膠—螺之間的變形協(xié)調(diào)條件,分別推導(dǎo)此兩種工藝所制作膠—螺混合連接接頭各自的承載力計(jì)算方法。利用該方法對(duì)采用兩種工藝分別制作的各一組接頭試件進(jìn)行承載力計(jì)算和試驗(yàn)對(duì)比,理論值與試驗(yàn)值吻合較好,驗(yàn)證理論分析的正確性。

隨著我國(guó)科技實(shí)力與經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷進(jìn)步,我國(guó)在飛行事業(yè)中也取得了重大的突破,飛機(jī)制造業(yè)得到了不斷的提升.伴隨著許多高新技術(shù)材料的發(fā)現(xiàn),航空航天事業(yè)也在不斷的前進(jìn).其中,碳纖維復(fù)合材料便是一種十分優(yōu)秀的材料,這種材料的高強(qiáng)度,優(yōu)良的導(dǎo)電導(dǎo)熱性以及一些其他獨(dú)有的優(yōu)良性質(zhì)使得其在飛機(jī)的制造當(dāng)中用途十分廣泛.目前的一些高端飛機(jī)產(chǎn)品當(dāng)中的碳纖維復(fù)合材料占所用材料總數(shù)的一半以上.因此,本文就碳纖維復(fù)合材料在飛機(jī)中的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析研究.

碳纖維復(fù)合材料(cfrp)在飛機(jī)結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用,有利于提高我國(guó)航空航天產(chǎn)業(yè)的研發(fā)能力.更快的追上國(guó)際上先進(jìn)國(guó)家的腳步,實(shí)現(xiàn)從追趕到超越的目標(biāo).加強(qiáng)我國(guó)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力,增強(qiáng)我國(guó)的綜合國(guó)力.

回顧了40年來(lái)碳纖維復(fù)合材料在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用發(fā)展過(guò)程,從成本角度分析了影響其在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中擴(kuò)大應(yīng)用的障礙和現(xiàn)狀,指出以碳纖維復(fù)合材料在空客a380、a350和波音787飛機(jī)中的大范圍應(yīng)用為代表,碳纖維復(fù)合材料技術(shù)已克服了成本障礙,為今后在更多領(lǐng)域高性能結(jié)構(gòu)的大范圍應(yīng)用提供了可能,進(jìn)入了大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的新紀(jì)元。根據(jù)飛機(jī)結(jié)構(gòu)使用碳纖維復(fù)合材料的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),針對(duì)國(guó)內(nèi)碳纖維發(fā)展現(xiàn)狀,指出為擴(kuò)大國(guó)產(chǎn)碳纖維在飛機(jī)及其他高性能結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用,碳纖維生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)努力的方向:首先是保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和可靠性,制訂符合國(guó)際規(guī)范的材料標(biāo)準(zhǔn)和驗(yàn)收方法;其二應(yīng)注重對(duì)碳纖維下游產(chǎn)品,即復(fù)合材料及其結(jié)構(gòu)研制與評(píng)定,碳纖維是否能用于飛機(jī)結(jié)構(gòu),其主要依據(jù)是碳纖維對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)制造的適用性和相應(yīng)的性能指標(biāo);同時(shí)應(yīng)注意對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)的普及和人才培養(yǎng)。最后根據(jù)飛機(jī)結(jié)構(gòu)完整性的要求,提出了對(duì)第二代碳纖維力學(xué)性能指標(biāo)的某些建議。

本文論述了碳纖維復(fù)合材料的特性，分析了民用飛機(jī)復(fù)合材料選材原則，最后重點(diǎn)探討了復(fù)合材料作為飛機(jī)結(jié)構(gòu)的使用特性。

由于碳纖維復(fù)合材料具有重量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐疲勞、耐高溫、比模量高以及尺寸穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)被廣泛地運(yùn)用到了飛機(jī)制造業(yè)中。當(dāng)前全世界幾乎有超過(guò)50%的大型客機(jī)已經(jīng)采用了這種新型材料，但是將該材料在輕型運(yùn)動(dòng)飛機(jī)結(jié)構(gòu)中運(yùn)用還處于初步階段。本文筆者主要從輕型運(yùn)動(dòng)飛機(jī)的概述入手；探討了當(dāng)前我國(guó)碳纖維復(fù)合材料的發(fā)展現(xiàn)狀；最后就碳纖維復(fù)合材料在輕型運(yùn)動(dòng)飛機(jī)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)單的探討，希望為相關(guān)領(lǐng)域的研究者和工作者提供參考。

精益生產(chǎn)的核心理念在于消滅浪費(fèi)和創(chuàng)造價(jià)值。近年來(lái)飛機(jī)零部件制造領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈,精益生產(chǎn)的引入對(duì)企業(yè)減少資源浪費(fèi)、提高生產(chǎn)效率、加強(qiáng)市場(chǎng)對(duì)接具有重要意義。因此,從事飛機(jī)復(fù)合材料零部件制造過(guò)程中,企業(yè)應(yīng)當(dāng)深刻領(lǐng)會(huì)精益生產(chǎn)的精神實(shí)質(zhì),科學(xué)制定生產(chǎn)計(jì)劃,進(jìn)而在各部門全面推行精益生產(chǎn),并配合信息化管理與員工培訓(xùn),使精益生產(chǎn)為企業(yè)帶來(lái)全新的管理風(fēng)貌。

將計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)用于復(fù)合材料整體化結(jié)構(gòu)的接頭設(shè)計(jì),如將預(yù)期功效定位于結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對(duì)結(jié)構(gòu)行為的影響作用,可以起到很好的實(shí)際輔助作用。需要特別強(qiáng)調(diào)的是,具體的應(yīng)用背景會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)的形式和變化范圍提出具體的要求或限制范圍。因此,相關(guān)的模型和算法只有在與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的反復(fù)互動(dòng)過(guò)程中才能得到反復(fù)的完善,從而獲得真正符合設(shè)計(jì)人員需求的使用效益。

碳纖維是一種具有十分優(yōu)異力學(xué)性能的碳素材料,相較于其他高性能的纖維材料而言具有最高比強(qiáng)度和最高比模量,即使在超高溫的情況下碳纖維的強(qiáng)度也不會(huì)發(fā)生降低,此外碳纖維材料還具有優(yōu)良的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能和電磁屏蔽性能.由于碳纖維復(fù)合材料具有其他復(fù)合材料所無(wú)法比擬的性能而被廣泛的應(yīng)用于飛機(jī)制造業(yè)中,近年來(lái)新研發(fā)的高端飛機(jī)產(chǎn)品碳纖維復(fù)合材料的用量已高達(dá)50%以上.碳纖維復(fù)合材料在飛機(jī)上的廣泛應(yīng)用已經(jīng)促進(jìn)了航空航天事業(yè)的快速發(fā)展并取得了光輝業(yè)績(jī),而這一廣闊的市場(chǎng)需求也將促進(jìn)碳纖維工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展.

相比其他的高性能纖維材料,碳纖維的力學(xué)性能是最為優(yōu)異的,這種碳素材料最為顯著的特征之一就是遇到超高溫的情況,其強(qiáng)度也不會(huì)發(fā)生任何的變化.除此之外,它所具備的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能等都是高性能纖維材料中最優(yōu)越的,所以在進(jìn)行飛機(jī)制造時(shí),碳纖維就成為了首選的材料.隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,近幾年研發(fā)出來(lái)的高端碳纖維復(fù)合材料也變得越來(lái)越多,其用量已經(jīng)達(dá)到了50%以上.由此我們可以看出,碳纖維不僅具有十分廣闊的市場(chǎng)需求,同時(shí)它也在一定程度上促進(jìn)了航空事業(yè)的快速發(fā)展.

分析了復(fù)合材料的組成、導(dǎo)電特性,以及與復(fù)合材料導(dǎo)電性相關(guān)的因素。介紹了航空設(shè)備中部分復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的裝配工藝方法,描述了這種方法可能對(duì)其電性能和emc性能的影響,并結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果給出了工藝指導(dǎo)意見(jiàn)。

飛機(jī)復(fù)合材料構(gòu)件設(shè)計(jì)、分析和制造數(shù)據(jù)集成

碳纖維復(fù)合材料在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中的廣泛應(yīng)用已經(jīng)成為當(dāng)前輕量化設(shè)計(jì)的主要趨勢(shì)。隨著復(fù)合材料生產(chǎn)工藝及設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展,合理確定并逐步提高復(fù)合材料設(shè)計(jì)值,對(duì)保障復(fù)合材料結(jié)構(gòu)完整性前提下提高經(jīng)濟(jì)性意義重大。綜述對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料設(shè)計(jì)值的內(nèi)涵進(jìn)行了闡釋,圍繞飛機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料設(shè)計(jì)值的影響因素及其確定方法,回顧了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究成果。同時(shí),總結(jié)了國(guó)內(nèi)外飛機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料設(shè)計(jì)值確定理念的發(fā)展現(xiàn)狀,探討了進(jìn)一步提高飛機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料設(shè)計(jì)值的研究方向。

作為在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中應(yīng)用最廣泛的復(fù)合型材料,它的應(yīng)用前景非常好,隨著社會(huì)發(fā)展對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的使用要求越來(lái)越高,飛機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料在不斷的創(chuàng)新,不斷的進(jìn)步著。復(fù)合材料的設(shè)計(jì)值要跟隨著復(fù)合材料的設(shè)計(jì)工藝需求可以適當(dāng)?shù)奶岣?它的提高可以在保障飛機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料完整的條件下,提高經(jīng)濟(jì)效益。本文就飛機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料設(shè)計(jì)的含義做了分析,對(duì)影響復(fù)合材料使用的因素以及使用方法和工藝做了描述,并且又對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

膠接是復(fù)合材料結(jié)構(gòu)主要連接方法之一,對(duì)膠接接頭進(jìn)行應(yīng)力分析是保證復(fù)合材料安全性、耐久性的關(guān)鍵。在初步設(shè)計(jì)階段,一般采用解析方法對(duì)膠接接頭進(jìn)行應(yīng)力分析及參數(shù)研究。針對(duì)復(fù)合材料雙搭接和單搭接膠接接頭,在tsai等人的理論分析方法(tom方法)基礎(chǔ)上,提出了一種改進(jìn)的搭接接頭剪應(yīng)力分析方法,該方法考慮了被膠接件的剪切變形,認(rèn)為被膠接件只有在靠近膠層的半個(gè)厚度上產(chǎn)生剪切變形,剪應(yīng)力沿該半厚度呈線性分布。算例分析結(jié)果表明:本文方法比現(xiàn)有的分析方法更接近于有限元模擬結(jié)果,可用于估算復(fù)合材料膠接接頭剪應(yīng)力分布。

介紹了復(fù)合材料管件膠接接頭的拉脫力測(cè)試條件及結(jié)果,分析了膠粘劑材料對(duì)鋁合金接頭,以及接頭制造工藝對(duì)復(fù)合材料接頭拉脫力的影響。結(jié)果表明,國(guó)產(chǎn)j-133膠粘劑剪切強(qiáng)度≥20mpa,鋁合金接頭的失效形式為復(fù)合材料管件膠接區(qū)的纖維層間剝離破壞,膠粘劑破壞載荷優(yōu)于復(fù)合材料層間結(jié)合力;對(duì)于預(yù)浸料模壓成形和三維編織rtm成形的復(fù)合材料接頭,按使用狀態(tài)安裝m8鉸制孔用螺栓進(jìn)行拉脫力測(cè)試時(shí),實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象均為螺栓先發(fā)生彎曲變形,從而導(dǎo)致接頭開孔處同時(shí)承受拉伸和擠壓兩種載荷,最終失效載荷基本相當(dāng),且均為接頭開孔處破壞,接頭制造工藝對(duì)復(fù)合材料接頭拉脫力的影響可以忽略。所得結(jié)果可為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和性能評(píng)估提供參考。

與之前的飛機(jī)相比,a380在更大范圍內(nèi)采用了復(fù)合材料,改進(jìn)了氣動(dòng)性能、飛行系統(tǒng)和航空電子設(shè)備,使之不僅成為迄今為止建造的最寬敞的民用飛機(jī),而且還是最先進(jìn)的民用飛機(jī),為二十一世紀(jì)的第一個(gè)10年樹立了標(biāo)準(zhǔn)。a380的壽命要達(dá)到40-50年,

先進(jìn)的碳纖維復(fù)合材料具有良好的比強(qiáng)度、高的比剛度、優(yōu)異的耐高溫性能和耐腐蝕性能、密度小等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛的應(yīng)用，尤其是航空業(yè)。碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用，對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)化、小型化和高性能化起著至關(guān)重要的作用。本文總結(jié)了碳纖維復(fù)合材料在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。

hrb33528531.5滾軋直螺紋鋼筋接頭64.9301490 hrb33528523.5滾軋直螺紋鋼筋接頭63.7210340 hrb33528532.4滾軋直螺紋鋼筋接頭65.4284460 hrb33528527.8滾軋直螺紋鋼筋接頭65.5331540鋼筋從連接件拔出 hrb33528539.2滾軋直螺紋鋼筋接頭64.9340550 hrb33528532.6滾軋直螺紋鋼筋接頭64.4358580 hrb33525533.1滾軋直螺紋鋼筋接頭65.2311505 hrb33525539.8滾軋直螺紋鋼筋接頭64.5280455鋼筋從連接件拔出 hrb335280滾軋直螺紋鋼筋接頭65358580鋼筋母材拉斷 hrb335280滾軋直螺紋鋼筋接頭

在橋梁工程中,樹脂基復(fù)合材料的連接技術(shù)關(guān)系到橋梁連接部位是否穩(wěn)固,也關(guān)系著整個(gè)橋梁穩(wěn)固性.本文就從橋梁施工的連接技術(shù)的形式、接頭和承載力的接受范圍以及影響因素等多個(gè)角度出發(fā),分析了樹脂基復(fù)合材料連接技術(shù)以及在橋梁施工過(guò)程中使用該技術(shù)時(shí)遇到的問(wèn)題,并提出了一系列的解決方案.