復(fù)合材料力學(xué)緒論課件

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1、商用飛機(jī)復(fù)合材料機(jī)翼壁板商用飛機(jī)復(fù)合材料機(jī)翼盒段三、國外民機(jī)結(jié)構(gòu)技術(shù)發(fā)展計(jì)劃成果的應(yīng)用情況ACT計(jì)劃復(fù)合材料機(jī)身B7E7機(jī)體結(jié)構(gòu)、機(jī)翼主承力盒段將采用碳纖維復(fù)合材料-鈦合金層壓板，復(fù)合材料機(jī)身，以及采用非熱壓罐的真空輔助樹脂傳遞模塑工藝（VaRTM）制造的復(fù)合材料前機(jī)身等。先進(jìn)復(fù)合材料、下一代合金以及纖維—金屬層合板的最終用量會(huì)達(dá)到50%以上。787的設(shè)計(jì)思想與ACT和AST計(jì)劃所取得的成果有著直接的關(guān)系。B787復(fù)合材料機(jī)身整體結(jié)構(gòu)驗(yàn)證樣段(7米長、6米寬)，可顯著減少零件數(shù)量，減重約達(dá)20%。飛機(jī)復(fù)合材料機(jī)翼主起落架接頭三維編織機(jī)身舷窗窗框復(fù)合材料機(jī)

2、身壁板比強(qiáng)度和比剛度飛機(jī)結(jié)構(gòu)上使用的復(fù)合材料以碳纖維/環(huán)氧樹脂為代表，它具有高的比強(qiáng)度(?b/?)和比剛度(E/?)，可使飛機(jī)的結(jié)構(gòu)重量大幅度減小。表1-3列出了幾種單向復(fù)合材料與常用金屬材料性能的比較。更為先進(jìn)的T800/改性環(huán)氧樹脂的比強(qiáng)度可高出鋁合金10倍，比剛度高出4倍。表1-3幾種結(jié)構(gòu)材料性能比較拉伸強(qiáng)度(MPa)拉伸模量(GPa)比強(qiáng)度MPa/(g/cm3)比剛度GPa/(g/cm3)密度(g/cm3)鋁合金42072.0151.125.92.78鋼(結(jié)構(gòu)用)1200206.0152.926.37.85鈦合金1000116.7221.225.

3、84.52玻璃纖維/聚酯復(fù)合材料124548.2623.024.12.0高強(qiáng)度碳/環(huán)氧樹脂1471137.3101494.71.45高模量碳/環(huán)氧樹脂1049235.0656.0146.91.60芳綸/環(huán)氧樹脂137378.4981.056.01.40一、民機(jī)發(fā)展與復(fù)合材料應(yīng)用B707B737B747B757B767B777B787B727B717A350B747-8更安全更經(jīng)濟(jì)更舒適更環(huán)保技術(shù)發(fā)展方向產(chǎn)品發(fā)展方向全譜化系列化A380復(fù)合材料應(yīng)用水平不斷提高復(fù)合材料機(jī)身與機(jī)翼復(fù)合材料機(jī)翼A380復(fù)合材料部件(用量23%)Boeing787結(jié)構(gòu)材料構(gòu)成復(fù)合

4、材料層合板復(fù)合材料夾芯結(jié)構(gòu)玻璃鋼復(fù)合材料鋁合金鈦合金結(jié)構(gòu)的主要材料構(gòu)成Boeing787機(jī)身結(jié)構(gòu)特征桁條抗剪帶蒙皮地板帶框全復(fù)合材料機(jī)身具有良好的抗疲勞與抗腐蝕性能，可以使座艙：承受更大的壓力提高的濕度安裝更大的視窗空客飛機(jī)進(jìn)化技術(shù)特征雙人駕駛艙雙發(fā)雙通道飛機(jī)側(cè)桿控制器碳纖維復(fù)合材料中央翼盒全新氣動(dòng)技術(shù)機(jī)翼A310A300A320A380A340A300B2A310-200A320-200A330-300A340-300A340-600碳纖維復(fù)合材料垂尾第二代數(shù)字飛控系統(tǒng)變頻發(fā)電機(jī)碳纖維復(fù)合材料乘客艙后端密封球形隔墻1970198019902000A38

5、0高性能輕質(zhì)結(jié)構(gòu)用量達(dá)62%空客第一架全復(fù)合材料機(jī)翼飛機(jī)在中型民機(jī)中燃油消耗最低–百公里2.5升/人機(jī)組人員休息不占用座艙空間超寬客機(jī)—A350051015202530354045197019751980198519901995200020052010復(fù)合材料結(jié)構(gòu)重量與飛機(jī)結(jié)構(gòu)重量之比%A300A310-200A320A340-300A340-600A380A400M服役起始年空客飛機(jī)復(fù)合材料應(yīng)用發(fā)展歷程A350Airbus復(fù)合材料技術(shù)發(fā)展歷程1980-19901990-20001970-19802000-20101970-19801980-199019

6、90-20002000-2010A310-300+升降舵+垂尾盒段件A400M+機(jī)翼+機(jī)身A300-B2整流裝置雷達(dá)罩A310-200+方向舵+擾流片+阻力板A320-200+發(fā)動(dòng)機(jī)整流罩+高抗扭盒段件+起落架艙門+副翼+襟翼+油箱高抗扭盒段件A330-300A340-300+機(jī)翼前緣+龍骨梁+客艙后密封球形隔墻A340-600/500A380+中央翼盒+翼肋在過去的三十多年里，AIRBUS不斷地把加大復(fù)合材料在飛機(jī)的應(yīng)用時(shí)不時(shí)，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)單通道飛機(jī)–A320系列襟、副翼，擾流片機(jī)翼前緣/導(dǎo)流片發(fā)動(dòng)機(jī)整流罩垂尾平尾密封球形隔墻長航程A340-

7、600J-形機(jī)翼前緣龍骨梁空中巨無霸A380-800中央翼盒后機(jī)身19截面后機(jī)身19.1截面副翼導(dǎo)軌安裝梁及側(cè)壁板翼肋預(yù)浸料–自動(dòng)預(yù)浸帶鋪迭制件A340高抗扭壁板A380襟翼蒙皮A380中央翼盒壁板纖維鋪放A380后機(jī)身大型復(fù)雜形狀復(fù)合材料構(gòu)件優(yōu)化后的復(fù)合材料鋪層在A380上的首次使用纖維鋪放機(jī)液體樹脂滲透技術(shù)的應(yīng)用鋪覆編織帶客艙后密封加筋球形隔墻A380客艙后密封加筋球形隔墻樹脂轉(zhuǎn)移模塑工藝A380后機(jī)后框A380副翼梁A380連接件A380centrewingboxA380中央翼盒大型商用運(yùn)輸機(jī)復(fù)合材料應(yīng)用發(fā)展大型商用運(yùn)輸機(jī)復(fù)合材料用量Airbus:

8、A-340復(fù)合材料用量占飛機(jī)總重13%A-380復(fù)合材料用量占飛機(jī)總重20%Bo