文档介绍：飞机结构中的,复合材料飞机与复合材料机13-3班李一玮【摘要】随着科学技术的发展,现代飞机的各种技术正在不断进步,对于大型客机而言,航空公司对飞机的舒适度、可靠性、减重等方面的要求在不断提高,航空工业也在尽可能的压缩制造每一架飞机的时间成本,传统的材料已经不能再满足航空业的要求了,经过研究与创新,航空人开始利用复合材料来设计与制造飞机,与电传操纵和其他飞机上的部分的发展过程类似,复合材料的也是逐步的在一代代的飞机上增大利用率,并且由微型计算机控制的铺丝机进行铺丝制作,是机械工程史上的一大革新,复合材料反映了创新设计技术中的知识融合与学科交流,其成果的取得是跨领域合作的结晶。本文主要探究的就是飞机复合材料的材料发展、制作,并用机械工程的角度对其进行系统的分析【关键词】飞机;复合材料;创新概述飞机的复合材料,顾名思义,就是两种或以上的材料通过某些工艺结合在一起,各种材料的性能优势得到互补从而使整个材料的性能大大的优于原材料,与电传操纵系统的发展相类似,首先是在军机上进行使用,随后逐步运用到民机上的,民用航空对飞机的可靠性要求很高而军用航空的要求相对较低,所以复合材料是现在军机上进行试验与应用的比较成熟之后运用到民机上的。技术发展水平现状是以战斗机、轰炸机的复合材料的结构应用为代表,技术成熟是以干线客机上复合材料的结构应用为标志,大量移植并采用军机复合材料结构技术是民机复合材料技术的发展的显著特点之一。①从以下数据可以看出复合材料在民用航空器上的发展过程:1972年开创采用复合材料先河的空中客车A300飞机的复合材料结构重量不足5%,1990年的波音777客机约占10%左右,XX年的空中客车A380客机中占25%,XX年的“梦想客机”波音787中占52%,即将投产的空中客车A350飞机上更是占到了53%②。近年来复合材料在客机上越来越多的使用并且利用率的增速越来越快,复合材料正在深远的影响着航空界的变革。复合材料的一些工艺③④上图是A380飞机的结构设计选材表,本段将对这些工艺进行解释。同时对其他先进客机的材料进行分析。热压罐技术热压罐技术用于制造金属/非金属胶接构件和树脂基高强度玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维等复合材料制品。如飞机舱门、整流罩、机载雷达罩,支架、机翼、尾翼等。水平安定面垂直安定面中机身翼盒像水平与垂直安定面还有中机身翼盒都是属于大尺寸的部件,针对大尺寸部件固化过程中温度场不均匀、温差大等现象国外开发出超大尺寸的热压罐系统和先进的热压罐空气循环系统,该系统的优点就是可根据不同区域的温度进行独立调整,降低单位重量复合材料的能耗,保证了复合材料的成型质量。⑤波音787客机的热压罐技术难点是热压罐与工件之间的距离很小,要在工装表面上维持均匀的真空度来使工件与工装之间加热均匀。热压罐技术符合机械设计制造中的可靠性设计原则,根据各部分材料所需的功能“因地制宜”也是一大创新。当然,热压罐技术也有其缺点,热压罐价格昂贵,限制结构的尺寸,所以,空中客车公司曾思考过能否用一种更先进的技术来取代热压罐技术,于是,出现了树脂膜溶渗工艺就是上表中A380后压力舱盖所用的工艺,这种工艺的好处就是采用真空袋成型,固化可取消热压罐,并且无需在制冷器中储存,可以实现更大的整体结构。这是一种优化设计,降低了了制造时间的成本,缩短了产品投放市场的时间, 符合全生命周期设计技术。机翼自动铺带成型技术众所周知,英国工业革命的一大特点就是以机械来代替手工业,因为机械制造节省时间成本,准确度更高。莱特兄弟发明飞机的时候是靠纯手工制造飞机的,这种飞机的可靠性就很差,尤其是当速度增加的时候,机翼很可能承受不了空气对其高强度的冲击,当飞机尺寸增大时,机翼的尺寸也要随之增大,尤其是最近几年复合材料占飞机尺寸的比重几乎是呈指数性增长,在这种情况下,光靠人去完成对飞机复合材料的铺叠已经变得极为困难,因此,相应的自动铺带技术和纤维自动铺放技术等自动化制造技术应运而生○,这种铺带技术的效率基本上是传统铺带工效率的19倍。 A350复合材料翼梁在同行工装上用自动铺丝机进行铺叠,固化后切为两件C型梁,提高了铺叠效率和精度。 C型梁复合材料的高压水切割当常规加工方法不能满足大型复杂结构的复合材料的加工质量要求的时候,大型自动化高压水切割机、超声切割设备和数控自动化钻孔系统等专用设备显得极为必要,它们能满足复合材料制件经加工之后无分层磨损且符合装配尺寸精度的要求。记忆蒙皮一般都采用高压水切割机进行切割, 它的好处就在于: 能快速切割后的层合板而不至于使板材过热。这已经超过《机械工程概论》这本书中讲到的材料热处理技术,高压水切割技术是一种工业上的前沿技术。我认为它的一个好处就是可以减少***与工件接触所带来的损失,且切割用完的水可以再次循环利用,是绿色制造。复合材料应用实例空中客车A