文档介绍:天津中德职业技术学院
毕业设计(论文)
论文题目新型复合材料在航空制造领域的应用
学院__航空航天与汽车学院__
专业___ 飞机制造技术______
班级 10级飞机制造技术2班_
姓名___
指导教师________________
目录
第一章新型航空材料的基础知识……………………………………3
1. 航空材料的研究与发展………………………………………………3
2. 新型航空材料的特点…………………………………………………5
第二章. 新型航空材料的性能分析……………………………………6
Al-Li合金的特点……………………………………………………6
Al-Li合金的强韧化机制……………………………………………7
Al-li合金的热处理…………………………………………………8
………………………………………………………8
………………………………………………9
……………………………………………………10
第三章. 新型航空材料的实际应用……………………………………12
-Li合金的应用……………………………………………………12
2. 复合材料在航空发动机上的应用……………………………………12
3. 复合材料在机翼上的应用……………………………………………12
4. 复合材料在机身上的应用………………………………………… 14
第四章. 展望未来发展前景……………………………………………17
………………………………………………………17
…………………………………………………………17
…………………………………………………………17参考文献…………………………………………………………………18
第一章新型航空材料的基础知识
航空材料与航空技术的关系极为密切,航空航天材料在航空产品发展中具有极其重要的地位和作用:航空材料既是研制生产航空产品的物质保障,又是推动航空产品更新换代的技术基础。
航空材料的分类
航空材料有不同的分类方式:
按成份可分为四大类:
金属材料:铝合金、镁合金、钛合金、钢、高温合金、粉末冶金合金等。
无机非金属材料:玻璃、陶瓷等
高分子材料:透明材料、胶粘剂、橡胶及密封剂、涂料、工程塑料等。
先进复合材料:聚合物基复合材料、金属基复合材料、无机非金属基复合材料、碳/碳复合材料等。
按使用功能可分为两大类:
所谓结构,是指由板、杆等承力单元件构成的承力系统,在载荷作用下,该系统只产生小的弹性形变,即系统应具有几何不变性。如承力系统是几何可变的,则承力系统不是结构,而是机构。以飞机为例,航空产品中典型的结构包括:机身、机翼、垂直尾翼、水平尾翼、各种操纵面、起落架(除传动机构之外的部分)等。用于加工制造这些结构的单元件的材料都属于结构材料。
铝合金
铝合金因其技术成熟、成本低、使用经验丰富等优势,在相当长的时期内,仍将是亚音速飞机和低超音速飞机的主要结构用材之一。
结构钢
一些新型超高强度钢在今后仍然还会是起落架、主要接头、隔框等一些主要承力构件的备选材料。
钛合金
钛合金在飞机结构用材中所占的重要地位已确定无疑,但是钛合金的较贵的价格和较差的工艺性,是影响使用的很大因素。
先进复合材料
由于先进复合材料具有比钢、铝、钛高得多的比强度、比模量和耐疲劳等优点,在未来高性能的飞机结构材料中,先进复合材料将会占据越来越重要的地位,甚至完全有可能出现全复合材料结构的飞机。
航空发动机用材的演变
早期的活塞式发动机的结构材料以普通碳素钢为主。
涡轮喷气发动机(包括涡轮风扇发动机和涡轮桨叶发动机)的性能水平很大程度上依赖于高温材料的发展。其中尤以涡轮部件材料最为关键:
涡轮叶片材料
在二十世纪四十年代,尽管喷气式发动机的原理早已提出,但由于没有合适的高温材料用于制造涡轮,所以发展迟缓。
到五十年代初,英国的White公司开发出了镍基高温合金。
到六十年代,开始使用真空熔炼方法制造高温合金,合金的纯度得到提高,性能更好。
七十年代,开发出定向凝固、单晶铸造等高温部件制造工艺,使叶片的最高工作温度和耐疲劳性能进一步提高。
涡轮盘材料
二十世纪四十年代的涡轮进口温度约为800~900℃,采用了16-25-6铁基合金。
五十年代,随着涡轮进口温度提高到950℃,出现了沉淀硬化合金,应用沉淀强化原理使合金具有更高的高温强度。
到七十年代,进口温度提高到了1