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

提出基于單層的特征曲線法,對復合材料機械連接接頭強度進行了分析計算。在基于單層的特征曲線法中,特征長度根據(jù)各層的受力特點用數(shù)值方法確定,不需要試驗,通過對各層特征曲線位置處單元進行失效判斷,確定接頭的破壞載荷。通過算例分析可知,采用本文所提出方法所得的計算結果與試驗值吻合很好,較基于層合板特征曲線法所得結果更精確,說明了該方法的有效性。

根據(jù)制作過程中膠層固化的時機,復合材料膠—螺混合連接接頭可分為兩種制作工藝。目前對兩種工藝制作的膠—螺混合連接接頭的研究中均存在傳力機理不清,缺乏承載力計算方法等問題。對于兩種工藝所制作的膠—螺混合連接接頭,對比分析其承載變形過程中傳力機理及膠—螺之間變形協(xié)調條件的差異?；诮宇^的傳力機理及膠—螺之間的變形協(xié)調條件,分別推導此兩種工藝所制作膠—螺混合連接接頭各自的承載力計算方法。利用該方法對采用兩種工藝分別制作的各一組接頭試件進行承載力計算和試驗對比,理論值與試驗值吻合較好,驗證理論分析的正確性。

隨著我國科技實力與經濟實力的不斷進步,我國在飛行事業(yè)中也取得了重大的突破,飛機制造業(yè)得到了不斷的提升.伴隨著許多高新技術材料的發(fā)現(xiàn),航空航天事業(yè)也在不斷的前進.其中,碳纖維復合材料便是一種十分優(yōu)秀的材料,這種材料的高強度,優(yōu)良的導電導熱性以及一些其他獨有的優(yōu)良性質使得其在飛機的制造當中用途十分廣泛.目前的一些高端飛機產品當中的碳纖維復合材料占所用材料總數(shù)的一半以上.因此,本文就碳纖維復合材料在飛機中的應用進行簡單的分析研究.

碳纖維復合材料(cfrp)在飛機結構上的應用,有利于提高我國航空航天產業(yè)的研發(fā)能力.更快的追上國際上先進國家的腳步,實現(xiàn)從追趕到超越的目標.加強我國的國際競爭力,增強我國的綜合國力.

回顧了40年來碳纖維復合材料在飛機結構中的應用發(fā)展過程,從成本角度分析了影響其在飛機結構中擴大應用的障礙和現(xiàn)狀,指出以碳纖維復合材料在空客a380、a350和波音787飛機中的大范圍應用為代表,碳纖維復合材料技術已克服了成本障礙,為今后在更多領域高性能結構的大范圍應用提供了可能,進入了大規(guī)模工業(yè)應用的新紀元。根據(jù)飛機結構使用碳纖維復合材料的經驗教訓,針對國內碳纖維發(fā)展現(xiàn)狀,指出為擴大國產碳纖維在飛機及其他高性能結構中的應用,碳纖維生產企業(yè)應努力的方向:首先是保證產品質量的穩(wěn)定性和可靠性,制訂符合國際規(guī)范的材料標準和驗收方法;其二應注重對碳纖維下游產品,即復合材料及其結構研制與評定,碳纖維是否能用于飛機結構,其主要依據(jù)是碳纖維對復合材料結構制造的適用性和相應的性能指標;同時應注意對復合材料結構設計技術的普及和人才培養(yǎng)。最后根據(jù)飛機結構完整性的要求,提出了對第二代碳纖維力學性能指標的某些建議。

本文論述了碳纖維復合材料的特性，分析了民用飛機復合材料選材原則，最后重點探討了復合材料作為飛機結構的使用特性。

由于碳纖維復合材料具有重量輕、強度高、耐腐蝕、耐疲勞、耐高溫、比模量高以及尺寸穩(wěn)定等優(yōu)點被廣泛地運用到了飛機制造業(yè)中。當前全世界幾乎有超過50%的大型客機已經采用了這種新型材料，但是將該材料在輕型運動飛機結構中運用還處于初步階段。本文筆者主要從輕型運動飛機的概述入手；探討了當前我國碳纖維復合材料的發(fā)展現(xiàn)狀；最后就碳纖維復合材料在輕型運動飛機結構中的應用進行了簡單的探討，希望為相關領域的研究者和工作者提供參考。

精益生產的核心理念在于消滅浪費和創(chuàng)造價值。近年來飛機零部件制造領域的競爭日趨激烈,精益生產的引入對企業(yè)減少資源浪費、提高生產效率、加強市場對接具有重要意義。因此,從事飛機復合材料零部件制造過程中,企業(yè)應當深刻領會精益生產的精神實質,科學制定生產計劃,進而在各部門全面推行精益生產,并配合信息化管理與員工培訓,使精益生產為企業(yè)帶來全新的管理風貌。

將計算機模擬技術用于復合材料整體化結構的接頭設計,如將預期功效定位于結構參數(shù)變化對結構行為的影響作用,可以起到很好的實際輔助作用。需要特別強調的是,具體的應用背景會對結構參數(shù)的形式和變化范圍提出具體的要求或限制范圍。因此,相關的模型和算法只有在與結構設計人員的反復互動過程中才能得到反復的完善,從而獲得真正符合設計人員需求的使用效益。

碳纖維是一種具有十分優(yōu)異力學性能的碳素材料,相較于其他高性能的纖維材料而言具有最高比強度和最高比模量,即使在超高溫的情況下碳纖維的強度也不會發(fā)生降低,此外碳纖維材料還具有優(yōu)良的導電導熱性能和電磁屏蔽性能.由于碳纖維復合材料具有其他復合材料所無法比擬的性能而被廣泛的應用于飛機制造業(yè)中,近年來新研發(fā)的高端飛機產品碳纖維復合材料的用量已高達50%以上.碳纖維復合材料在飛機上的廣泛應用已經促進了航空航天事業(yè)的快速發(fā)展并取得了光輝業(yè)績,而這一廣闊的市場需求也將促進碳纖維工業(yè)的進一步發(fā)展.

相比其他的高性能纖維材料,碳纖維的力學性能是最為優(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,其強度也不會發(fā)生任何的變化.除此之外,它所具備的導電、導熱性能等都是高性能纖維材料中最優(yōu)越的,所以在進行飛機制造時,碳纖維就成為了首選的材料.隨著社會的不斷發(fā)展,近幾年研發(fā)出來的高端碳纖維復合材料也變得越來越多,其用量已經達到了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需求,同時它也在一定程度上促進了航空事業(yè)的快速發(fā)展.

分析了復合材料的組成、導電特性,以及與復合材料導電性相關的因素。介紹了航空設備中部分復合材料結構件的裝配工藝方法,描述了這種方法可能對其電性能和emc性能的影響,并結合試驗結果給出了工藝指導意見。

飛機復合材料構件設計、分析和制造數(shù)據(jù)集成

碳纖維復合材料在飛機結構中的廣泛應用已經成為當前輕量化設計的主要趨勢。隨著復合材料生產工藝及設計技術的發(fā)展,合理確定并逐步提高復合材料設計值,對保障復合材料結構完整性前提下提高經濟性意義重大。綜述對飛機結構復合材料設計值的內涵進行了闡釋,圍繞飛機結構復合材料設計值的影響因素及其確定方法,回顧了國內外學者的研究成果。同時,總結了國內外飛機結構復合材料設計值確定理念的發(fā)展現(xiàn)狀,探討了進一步提高飛機結構復合材料設計值的研究方向。

作為在飛機結構中應用最廣泛的復合型材料,它的應用前景非常好,隨著社會發(fā)展對飛機結構復合材料的使用要求越來越高,飛機結構復合材料在不斷的創(chuàng)新,不斷的進步著。復合材料的設計值要跟隨著復合材料的設計工藝需求可以適當?shù)奶岣?它的提高可以在保障飛機結構復合材料完整的條件下,提高經濟效益。本文就飛機結構復合材料設計的含義做了分析,對影響復合材料使用的因素以及使用方法和工藝做了描述,并且又對飛機結構復合材料的發(fā)展前景進行了展望。

膠接是復合材料結構主要連接方法之一,對膠接接頭進行應力分析是保證復合材料安全性、耐久性的關鍵。在初步設計階段,一般采用解析方法對膠接接頭進行應力分析及參數(shù)研究。針對復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)基礎上,提出了一種改進的搭接接頭剪應力分析方法,該方法考慮了被膠接件的剪切變形,認為被膠接件只有在靠近膠層的半個厚度上產生剪切變形,剪應力沿該半厚度呈線性分布。算例分析結果表明:本文方法比現(xiàn)有的分析方法更接近于有限元模擬結果,可用于估算復合材料膠接接頭剪應力分布。

膠接是復合材料結構主要連接方法之一，在初步設計階段，一般采用解析方法對膠接接頭進行應力分析及參數(shù)研究。本文針對復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）基礎上，提出了一種改進的搭接接頭剪應力分析方法，認為膠接件只有在靠近膠層的半個厚度上產生剪切變形，剪應力沿這個半厚度呈線性分布。分析結果比現(xiàn)有的分析方法更接近于有限元模擬結果。本文的方法可用于復合材料膠接接頭參數(shù)優(yōu)化設計。

螺栓連接接頭壓強計算值表2.2.2 接頭尺寸螺栓規(guī)格螺栓緊固力矩（n?m）螺栓個數(shù)母線接頭壓強 （mpa） 125×125m20156.91～196.13411.01～13.96 125×100m1678.45～98.0748.46～10.50 125×80m1678.45～98.07410.79～13.47 125×63m1231.38～39.2347.12～8.90 125×50m1678.45～98.0728.46～10.50 125×45m1678.45～98.0729.48～11.85 125×40m1678.45～98.07210.79～13.47 100×100m1678.45～98.07410.79～13.48 1

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介紹了復合材料管件膠接接頭的拉脫力測試條件及結果,分析了膠粘劑材料對鋁合金接頭,以及接頭制造工藝對復合材料接頭拉脫力的影響。結果表明,國產j-133膠粘劑剪切強度≥20mpa,鋁合金接頭的失效形式為復合材料管件膠接區(qū)的纖維層間剝離破壞,膠粘劑破壞載荷優(yōu)于復合材料層間結合力;對于預浸料模壓成形和三維編織rtm成形的復合材料接頭,按使用狀態(tài)安裝m8鉸制孔用螺栓進行拉脫力測試時,實驗現(xiàn)象均為螺栓先發(fā)生彎曲變形,從而導致接頭開孔處同時承受拉伸和擠壓兩種載荷,最終失效載荷基本相當,且均為接頭開孔處破壞,接頭制造工藝對復合材料接頭拉脫力的影響可以忽略。所得結果可為產品設計和性能評估提供參考。

介紹了復合材料管件膠接接頭的拉脫力測試條件及結果,分析了膠粘劑材料對鋁合金接頭,以及接頭制造工藝對復合材料接頭拉脫力的影響。結果表明,國產j-133膠粘劑剪切強度≥20mpa,鋁合金接頭的失效形式為復合材料管件膠接區(qū)的纖維層間剝離破壞,膠粘劑破壞載荷優(yōu)于復合材料層間結合力;對于預浸料模壓成形和三維編織rtm成形的復合材料接頭,按使用狀態(tài)安裝m8鉸制孔用螺栓進行拉脫力測試時,實驗現(xiàn)象均為螺栓先發(fā)生彎曲變形,從而導致接頭開孔處同時承受拉伸和擠壓兩種載荷,最終失效載荷基本相當,且均為接頭開孔處破壞,接頭制造工藝對復合材料接頭拉脫力的影響可以忽略。所得結果可為產品設計和性能評估提供參考。