yy易游app官网体育网页版:飞机的复合材料及应用（可编辑）
来源：yy易游app官网体育网页版 发布时间：2025-11-02 01:52:06
yy易游平台能赌足球吗是真的吗:
平 均 应 力 对 CFRP[0/45/90/-45] 疲 劳 强 度 的 影 响 , 见 图 2-7.[0/45/90/-45]层合板拉伸和压缩强度相等,其等寿命曲线 轴零 平均应力轴对称,偏略偏向拉伸一侧。这说明,平均应力的影响是可忽略的,或 者说与拉一拉?拉一压和压一压加载方式无关。而[0/±30] 层合板拉伸强度比压 缩强度大一倍,其等寿命曲线峰值整体向拉伸方向偏移,这说明平均应力对[0/± 30] 层合板疲劳寿命有显著影响。 图 2-7 平均应力对疲劳寿命的影响
损伤容限问题中主要研究孔?冲击损伤?分层 3 种损伤形式。这 3 种损伤 形式,冲击损伤形式与冲击能量水平密切相关(间图 2-5)。高能量冲击,如弹丸冲 击,可以对层合板造成穿透孔损伤,并带有一些边缘附近的局部分层。中等能量冲 击,虽然不产生穿透损伤,但在冲击范围内造成层合板局部损伤和内部分层,以及 背面纤维的断裂。低能量冲击在层合板表面产生难以目视检查的损伤(BVID),并 在层合板内部形成圆锥形的分层区。低能量冲击和中等能量水平的冲击可以造成 层合板表面损伤,相对容易检测和及时进行修理;低能量冲击对层合板的损伤通 常要用无损害地进行检测手段才能检测出来,因而对层合板承载能力形成潜在的威胁(特 别是对压缩载荷)。冲击对层合板造成的损伤是突发性的;层合板性能(刚度、强 度)与其相对应亦发生徒然下降,如图 2?6 所示。按目前设计需用应变水平,层合 板损伤的扩展将是缓慢的(或基本不扩展),故归入慢慢裂纹扩展范围研究。
图 2-4 树脂基体分类 2.3 复合材料的特性 2.3.1 复合材料缺陷?损伤特性
复合材料缺陷与损伤包括?制造缺陷、使用损伤和环境损伤。 制造缺陷通常有两类∶一类是复合材料预浸和成型的过程中产生的缺陷? 另一类是机械加工组装过程中产生的缺陷。典型制造缺陷有:空隙?富胶?贫胶? 外来夹杂?不正确的纤维取向和铺层顺序?划伤?有缺陷孔和过紧连接等。 典型使用损伤有∶划伤?擦伤?边缘损伤,以及冲击引起的分层?脱胶?凹 痕和穿透损伤等。 典型环境损伤有∶雷电冲击引起的表面烧蚀和分层?冰冻?融化引起的湿 膨胀和热冲击造成的分层和脱胶?加芯结构水分浸入引起的分层等。
几种常用纤维性能比较 纤维品种 拉伸模量 GPa MPa 断裂伸长率% 密度 g?cm3 纤维直径 um
本文重点讲述了复合材料的构成、种类、性能以及在飞机上的应用。复 合材料是由两种或两种以上的原材料,通过种种工艺方法组合成的新材料。对于 一个现代飞机来说复合材料的应用对减重?耐腐蚀和减少相关成本有着重要的作用。 对飞机结构轻质化、小型化和高性能化起着至关重要的作用。复合材料结构特点 和应用效果,在高性能战斗机实现隐身、超声速巡航、过失速飞行控制,前翼飞机 先进气动布局的实际应用。
增强材料的基本形式有纤维丝束、编织布和针织布。 纤维丝束是增强材料的最基本形式。纤维丝束一般以预浸渍树脂基体的 按同一方向(径向)平行排列成的纤维束带即单向带,供工艺成形结构使用。为了 改善单向带工艺性能,将纤维丝束用少量维持纤维丝束经向排列的非承载作用的 纬向纤维织成一种特殊的单向织物,又称无纬布或无纺布。无纬布浸渍树脂后也 成为单向带,其纤维增强作用效果与纤维丝束单向带基本相同,但其铺覆工艺性 大为改善。编织布(织物)是由经向纤维与纬向纤维编制而成,分平纹布和缎纹布, 见图 2-2。
增强纤维是复合材料主要组分材料之一。复合材料承载主体,选定纤维品 种及基体的含量,即可预估出复合材料沿纤维方向(纵向)力学性能。单位体积纤 维含量 V,结构用复合材料单向板约为 60%,织物增强板约为 40%。
飞机结构上应用的增强纤维有碳纤维、芳纶(kevlar)、玻璃纤维和硼纤 维。碳纤维由于其性能好、纤维类型和规格多、成本适中等因素,在飞机结构上
如图 2?5 不同冲击能量水平造成的层合板冲击损伤破坏形式 (a)高能量冲击损作 (b)中等能量冲击损伤 (c)低能量冲击损伤
图 2?6 冲击事件造成的层合板性能突变示图 2.3.2 复合材料的疲劳特性
Fra Baidu bibliotek各向同性金属材料在疲劳载荷作用下,可以观察到明显的单一主裂纹有 规律的扩展。而各向异性复合材料,大量试验根据结果得出,疲劳载荷作用下,表现出 很复杂的破坏机理。
应用最广。芳纶性能虽然上佳,但在湿热环境下性能有显而易见地下降,一般不用作飞机 主承力结构,多与碳纤维混杂使用。玻璃纤维由于模量低,仅用于次要结构(整流 罩、舱内装饰结构)。但其电性能、透波性适宜制作雷达罩等。硼纤维,因纤维直 径太粗有刚性,成形和加工性不好,价格又十分昂贵,故应用十分有限。几种飞机 结构上常用纤维的性能比较。表 2-1 所示。
平纹布的经向与纬向纤维比例为 1?1?布形稳定?不易弯折。缎纹布按经 线与纬线编织时相交所间隔的纬线 不同的编织方式?有 4 综段?5 综 段?8 综缎等缎纹布?各有各自的特点。如 8 综缎布浸渍树脂后体现了单向带特点? 且整体性好?易铺贴。不同纤维混合编织物?为设计选材提供了更多的便利,植物 可制成预浸渍使用。 图 2-2 编织布示图 a 平纹布 (b)5 综缎布 (c)8 综缎布
针织布是用非增强纤维(机线)将增强纤维编织在一起形成的织物,如图 2-3 所示。其特点是增强纤维布扭曲,可有效传递载荷。针织布是制作预成形件 的材料,不制成预浸渍。 图 2-3 针织布示图
2.2.2 树脂基体 树脂基体是复合材料另一个主要组分材料。在复合材料结构构件成形过
程中,树脂基体参与化学反应并固化成形为结构。因此,树脂基体固化工艺决定了 结构件成形工艺和制作成本,不同树脂体系有不同工艺参数,而不同工艺方法要 求不同的树脂体系,树脂基体对纤维起支撑、保护作用并传递载荷。因此,树脂基 体性能必然的联系到复合材料的使用温度和压缩性能,横向(90°)性能和剪切性能 (包括层间剪切强度)等基本性能,以及耐湿热性能、抗冲击损伤性能和冲击后压 缩强度 CAI 等,复合材料在飞机结构上应用的愈广,对树脂基体提出的要求也就 愈多、愈苛刻。因此,树脂的品种、类型将会持续不断的增加,性能一直在改进。图(2-4 树脂基体的分类)
标志着飞机复合材料结构设计发展已经很成熟。 我国从 20 世纪 80 年代开始,将复合材料应用技术探讨研究列入重点发展领
域。复合材料应用基本实现了从次承力构件到主承力构件的转变。复合材料的垂 直安定面?水平尾翼、方向舵、前机身等构件已在多种型号飞机上使用,可以小批 量生产。带整体油箱复合材料机翼等主承力结构已装机试飞成功。航空先进复合 材料已进入实际应用阶段。
复合材料是由两种或两种以上的原材料,通过种种工艺方法组合成的新 材料。它既能保持原材料的某些特点,又具有原材料所不具备的新特征,并可根 据有必要进行设计,与单一均质材料相比它具有较多的优越性。复合材料飞机结构 技术是以实现高结构效率和改善飞机气动弹性与隐身等综合性能为目标的高新 技术,对飞机结构轻质化、小型化和高性能化起着至关重要的作用。复合材料结 构特点和应用效果,在高性能战斗机实现隐身、超声速巡航、过失速飞行控制, 前翼飞机先进气动布局的实际应用,以“飞翼”著称的 B-2 巨型轰炸机的隐身飞 行,舰载攻击?战斗机抵抗腐蚀能力改善和轻质化,对于客机来说复合材料的应用对减 重?耐腐蚀和减少相关成本有着及其重要的作用,如波音 777 和空中客车 A330?A340 上的应用,
复合材料是由两种或两种以上材料独立物理相,通过复合工艺组合构成 的新型材料。其中,连续相称为基体、分散相称为增强体,两相彼此之间有明显的 界面。它既保留原组分材料的主要特征,并通过复合效应获得原组分材料所不具 备的性能。通过材料设计可以使各组分材料的性能互相补充、彼此联系,从而获 得优越性能。
复合材料本身存在有基体开裂、分层、界面脱胶和纤维断裂等多种损伤 形式。同时,复合材料对应变,特别是压缩应变,尤为敏感。较大的施加应变将纤 维与基体变形不一致,引起机体开裂、界而脱胶乃至分层,形式疲劳源。
