复合材料连接装配
复合材料桁架胶接装配技术
T e c h n o l o g y o f Ce me n t i n g a n d As s e mb l i n g Co mp o s i t e Tr u s s
L i u L i a n g w e i
L i u J i n
L i Z h i h u i
Z h u J u n
( S h a n g h a i I n s t i t u t e o f S p a c e c r a f t E q u i p m e n t ,S h a n g h a i 2 0 0 2 4 0 )
Ab s t r a c t Th i s p a p e r de s c ib r e s t h e s u p p o r t i n g c o n d i t i o n s,t e c hn o l o g y a n d q u a l i t y c o n t r o l ,e t c,i n t h e p r o c e s s o f c e me n t i n g a n d a s s e mb l i n g t r u s s o f a c e r t a i n mo d e l s a t e l l i t e wh i c h i s ma de o f c a r b o n ib f e r c o mp o s i t e. T h e r e s e a r c h
0 引 言
1 主要条 件
1 . 1 环境 要求
碳 纤 维 复合 材 料具 有 比强度 高 、 比模 量 高 、 可设 计 性 强等优 点 , 已成 为 当今航 天产 品 中不可缺 少 的一 种新 型结构 材料 【 1 - 2 ] 。 胶接, 对 于 缺 口敏 感 的碳 纤 维 复 合 材 料 更 加 适
航天器复合材料胶接连接工艺分析
质, 对胶接装配环境条件和用于产 品胶接装配的零件及所用工艺装备等提 出的基本要求 。
收稿 日期 :0 8 0 5 20 —1 —1
第2 第4 9卷 期 20 08年 1 2月
航 天返 回与遥 感
S PACECRA FT REC0VERY & RE M0 S I E ENS NG I 63
Ke r s d ei i Q a t cn o Cm oi t i S aerf yWo d A hs e o t uly ot l o ps e e a pcc t v jn i r t ma r l a
1 引言
胶 接连 接工 艺是 航天 器复 合材料 结 构 件 最普 遍 采 用 的一 种 连 接 方 法 。这 种 方 法 是用 胶 粘 剂 将 各种 胶 接零件 连 接成 不可拆 卸 的整体 。 随着航 天器 复合 材料 的发 展 , 动 我 国胶 粘 剂 技 术发 展 , 胶 接 工 艺 技 术得 到 日益 广 泛 应用 。在航 天 推 其 器 中采用胶 接 连接 取代传 统 的铆接 、 栓 连接 和 焊 接连 接 工 艺 , 以减 轻 结构 件 质 量 , 形 平 整 光 滑 , 螺 可 外 较好
空 、 天等企 业也 已制定 了这 方 面 的标 准 文件 , 航 且正 在 逐步 实 施 。表 1 为美 国麦 克 唐纳 ・ 道格 拉 斯 公 司对 胶
接 工艺 厂房 的环境 要 求 。
表 1 美 国麦克唐 纳・ 道格拉斯公 司胶接 工艺厂房环境条件要求 技术要求 温度 相对湿 度
的改善疲劳强度 , 兼能连接两种不同材料 , 并具有 良好的抗化学腐蚀能力、 最适宜连接薄壁夹层结 构、 胶接
工艺 简便 和可缩 短 生产周 期 等特点 。这 对提 高航 天产 品 的 品质 和性 能具 有 一定 现 实意 义 , 已成 为 航 天工 现 艺 中不可 缺少 的一 种工 艺技术 。实 践表 明 , 航 天器复 合 材料 结 构件 来 说胶 接 工艺 是一 种 较 理想 的连 接 工 对
飞机复合材料部件装配调度算法研究
困囡圈 图 2 工位与 AO对照 图
定 义 1:装 配树 从最底 层 节点 向最 顶层 节 点追 溯 ,途经 同一 路 径 的节 点 构 成 一 装 配路 径 J,如 路 径 A-05一 04一Al=)9。
对 部件 A而 言 ,从 底 层 到顶 层 ,可 以构 建 出所 有的装配路径 J (i= 1,2…, ),对于装配操作 AOh,根 据其 在 装 配路 径 J 所 处 的位 置 表 示 为 AO 其加工工位为 M (k=1,2…,L),路径 J 由
在飞机制造过程中,增加复合材料 的应用是一 种发 展趋 势 。复 合材 料 装 配 作 为 复 合 材料 生 产 的 最后 环节 ,其 生产进 度 直接影 响 复合材 料零 部件 的 及 时交付 。
一 个 合理 有效 的装 配作业 排 产方 法 ,能够最 大 程度地提高资源利用率 ,降低 生产成本 ,缩短装配 周期。与一般的机械产 品相 比,飞机装配过程有其 独特之处l_1j,如飞机装配是按 客户订单进 行计划 生产 ,装 配 严 格 依 照 AO(Assembly Order,装 配 指 令 )工艺进 行 。飞 机装 配调 度 是一 个 典 型 的 NP— hard问题 。针 对装 配 问题 国 内外 专 家 学 者做 了大 量的研究 ,采用局部搜索算法、遗传算法 、分层法 、 启发式算法 、蚁群算法等方 法实现 了装 配调度优 化 ,如 :Ugur Ozcan等应用局部搜索算法对双边装 配线 平衡 问题 进行 优化 ,大 大地 提 高 了装配 效 率 ;闫振国等提 出了一种 求解批量作 业最优排 产方案的图解蚁群算法 ,快速获取批量作业的最优 排产方案_3_;黄泽森等针对有交货期 限要求的 Job— Shop工 件装 配调 度 问题 ,提 出 了 一 种 逆 序 初 排 启 发式 调度 方 法 ,很 好 地 解 决 了 工 件 的按 期 交 货 问 题_4 ;金锋赫等针对 自动与手控设备 混合 的装配 作 业车 间 ,设 计 了装配 作业 和设 备特 性相 结合 的生 产调 度规 则 ,缩 短 了作 业 车 间 的 平 均 流动 时 间 ,减 少 在制 品库存 l5 J。
直升机复合材料结构装配工艺研究
型架 后装 配 。但平 尾 是 通 过 接 口 D与 上垂 尾 连 接 ,
接 口的位 置直 接 影 响 到 平 尾 相 对整 机 的 正确 定 位 。
因此 , D点位置是装 配重点要 素。尾梁 为蜂 窝夹 层
结构 , 它通 过 A框 与 中机 身 进 行 螺 接 , 荷 通 过 A 载 框传 递 到尾 梁再进 行 分 散 传递 , 此 A框 的位 置 及 因 平 面度需 重 点保证 。上垂 尾 与尾 梁通 过铆 接 和螺 接 进行组 装 。该 上 垂 尾 为 双 曲 面结 构 , 曲率 变 化 比 且 较大 。通 过相 关 的厚 度 试 验 件 和整 体结 构件 分 析 ,
相对 金 属 结 构 , 合 材料 制 造 及装 配 的 突 出优 复 点是 : 复合 材料 加 工 方 法 多 采用 整体 共 固化 和 共 胶 接工 艺 , 而 减少 了后 续 的加 工 、 配 工 序 , 免 了 从 装 避 其它 工艺 带来 的缺 陷 , 高 了整体结 构 的综 合性 能 , 提 如很 多直 升机 采 用 了机 翼 和机 身 一 体 化 融 合 技 术 , 该技术 优 化 了结构 外形 , 幅度 减少 了铆接 、 接工 大 螺 艺及 由此带 来 的应 力集 中等 装 配 缺 陷 , 而 提 高 了 从
c i ig tc n q e fd l n d c u trik a d c t n d te t h i e f r ei o n t d s rw c n e t g w r hnn h iu so r l e i i a o ne s ut g n n n i a h e n q s o v t g n c u i g n cn ei c n a ce o c i ee g n n s de t i u d.T i s d i a u d t n frte c mpe o o i t c rs a smby. hs t y w l ly a fn a o o lx c mp s e s u t e e l u l o i o h t r u s
复合材料整体化构件的装配破坏仿真研究
复合材料整体化构件的装配破坏仿真研究宋孟燕;傅向荣;田歌;陈新文;侯日立【摘要】复合材料在固化过程中,由于材料各向异性、铺层非对称不均衡、构件布置不对称,温度改变和固化度的分布不均匀,导致不同程度的固化收缩,使复合材料结构件发生与预期形状不一样的固化变形。
复合材料层合构件发生固化变形后,在装配过程中须进行校正。
对固化变形的校正会增大整个构件的应力水平。
特别在装配点附近的构件连接处,会产生较大的装配应力,对整体构件产生很不利的影响。
本文研究固化变形校正装配的过程,并建立一套考虑固化变形校正装配破坏的分析方法。
研究了复合材料固化变形的机理,并介绍了复合材料分层仿真的界面元方法。
基于以上研究,在复合材料层合结构分析软件ADGS中,建立了一套较完整的复合材料整体化构件的装配破坏仿真分析模型。
%The Curing deformation and stress are formed because of the anisotropic material ,the imbalanced ply stac-king and the asymmetric layout of the components ,as the uneven distribution of and temperature and curing degree of dif-ferent degrees of thermal expansion and curing shrinkage .The composite laminated component should be calibrated at the assemble points after the curing deformation process , which increased the stress level of the component especially for the joints area near the assemble point .It has a detrimental effect on the assembly process .In this paper,the affect of curing deformation process in assembly process and building a reasonable analysis method based on the curing deformation process is studied.The mechanism of curing deformation is studied and the use of the interface element in the simulation of the com -posite component isdescribed .Based on the theory ,a relatively complete analysis method of the simulation process of com-posite integrative component is proposed based on the ADGS software .【期刊名称】《纤维复合材料》【年(卷),期】2013(000)003【总页数】6页(P21-26)【关键词】复合材料;固化变形;分层仿真;装配应力【作者】宋孟燕;傅向荣;田歌;陈新文;侯日立【作者单位】中国农业大学土木工程系,北京100083;中国农业大学土木工程系,北京100083;中国农业大学土木工程系,北京100083;北京航空材料研究院,北京100095;空军第一航空学院航空修理工程系,河南信阳464000【正文语种】中文复合材料层合结构在制造过程中,需要经过预浸料到结构件的固化过程。
飞机复合材料结构的装配连接技术
飞机复合材料结构的装配连接技术◎陈健(作者单位:中航通飞华南飞机工业有限公司)与普通的材料相比,复合材料有较高的强度、很好的比模量及较小的热膨胀系数,且复合材料的抗震性及抗疲劳能力很强,相对来说有很高的延展性,并且可设计性十足。
所以在飞机制造领域,复合材料得到高度认可和广泛应用。
一、基本装配连接技术分类1.胶接技术。
胶接技术顾名思义就是用胶粘剂将复合材料的零件连接起来,从而使复合材料变成不可以拆分的牢固的整体,相对于其他连接技术来说,此种方法比较简单实用,在很多领域的应用也比较广泛。
胶接的工艺也具备很多优势,如生产周期短、工艺较简单,且其拥有美观大方及光滑的外表。
可以减少符合材料由于钻孔施工等产生疲劳龟裂的现象,且胶接之后会有胶层,可以防腐蚀和绝缘。
与其他材料相比,胶接技术使用的材料阻尼较高,且具备很强的防振和降噪功能。
但是此种方法也存在一定缺陷,主要包括无法检测胶接的强度、胶接材料容易老化等,且其受环境影响比较大,连接质量无法得到有效保证。
2.机械连接技术。
机械连接技术的种类有很多,主要包括铆接、螺接及专用的紧固件连接等,原理是将复合材料按照设计进行开孔,之后与对应的零部件连接到一起。
此种技术的应用优势有连接之后强度较大,而且可以承担的载荷很高,具有一定的抗剥离性,从而安全性更高。
机械连接之后的连接件可以进行拆分,对于重复性装配来说比较容易,后期维修更加便捷,并且可以随时检查连接质量。
但是机械连接法也有一些缺点,如钻孔困难,对道具的磨损速度很快,在出口部位容易出现分层的现象,钻孔周围的强度降低。
同时在对复合材料进行连接时,容易造成其不同程度的损伤,且技术紧固件容易被腐蚀,需要采取有效措施对其进行保护。
3.混合连接技术。
混合连接技术是胶接技术与机械连接技术的结合,以上两种技术的融合使用要求其保持高度一致的变形,从而可以同时承受载荷,使经过连接的部位可以拥有更强的耐久性和承担载荷的能力。
两种技术的结合使用可以很好地规避各自存在的缺点,能使连接件的安全性得到有效提升,通常情况下,两种技术的结合经常被用来对胶接剥离性进行改善及胶接维修等。
装配预紧力对复合材料连接件疲劳行为的影响
装配预紧力对复合材料连接件疲劳行为的影响刘学术*, 王学尧(大连理工大学 汽车工程学院,辽宁 大连 116024)摘要:随着复合材料在航空、汽车等领域的广泛应用,螺栓连接作为结构设计中的重点,一直以来都是国内外学者研究的热点。
螺栓装配预紧力改变了复合材料连接件的孔边受载情况和结构整体的载荷分配,能够对结构的强度与寿命起到增益作用。
本工作以螺栓孔的变形量为结构疲劳性能的衡量标准,用液压疲劳机研究装配预紧力对复合材料连接件疲劳性能的影响以及疲劳循环过程中的预紧力退化。
结果表明:预紧力的大小与不均匀性较大程度影响了结构的孔变形以及疲劳寿命,在一定范围内,装配预紧力越大,结构抗疲劳性能越强;螺栓的预紧力退化受到初始预紧力大小、垫片类型以及加载频率等多方面因素的影响,初始预紧力越小,结构预紧力退化越严重。
关键词:复合材料;预紧力;预紧力退化;孔变形doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2022.000146中图分类号:TB33 文献标识码:A 文章编号:1005-5053(2023)03-0116-08Influence of assembly preload on fatigue behavior of composite connectorLIU Xueshu*, WANG Xueyao(School of Automotive Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, Liaoning, China)Abstract: With the widespread application of composite materials in aviation, automotive and other fields, bolted connection, as the key focus in structural design, has always been a hot research topic for the scholars both at home and abroad. The pre tightening force of bolt assembly changes the loading situation at the hole edge of composite material connector and the overall load distribution of the structure, which can play a beneficial role in enhancing the strength and lifespan of the structure. This research took the deformation of bolt hole as the measurement standard for structural fatigue performance, the hydraulic fatigue machine was used to study the effect of assembly preload on the fatigue performance of composite material connector and the degradation of preload during the fatigue cycling. The results show that the magnitude and non-uniformity of the preload greatly affect the hole deformation and fatigue life of the structure. Within a certain range, the larger the assembly preload, the stronger the fatigue resistance of the structure. The degradation of pre tightening force of the bolt is influenced by various factors such as the initial pre tightening force, gasket type, and loading frequency. The smaller the initial pre tightening force, the more severe the degradation of structural pre tightening force.Key words: composite materials;preload;preload degradation;hole deformation复合材料因比模量大、强度高、抗疲劳耐腐蚀、可设计性强等诸多优越的性能被广泛应用于航空航天、汽车工业、能源工程、化工等领域,特别在航空航天领域的应用发展更为迅速,复合材料在现代飞机结构上的应用水平已经成为衡量飞机先进性的一个重要指标[1]。
装配式建筑复合材料在装修装饰工程中的应用探析
装配式建筑复合材料在装修装饰工程中的应用探析随着社会的不断发展,大家对居住环境的要求越来越高。
谁不想住得舒适又漂亮呢?这时候,装配式建筑就成了不少人眼中的“宝贝”。
简而言之,装配式建筑是把建筑的部分结构和装饰材料提前做好,然后像拼图一样在工地上快速组装起来。
这种方式不仅提高了建筑速度,还是环保节能的好选择。
最有意思的就是,装配式建筑的材料里,竟然有些是复合材料!你可能会想,这复合材料到底是什么玩意儿?听起来好高大上,实际上它就是将两种或者两种以上的不同材料通过技术手段结合起来,优势互补,发挥更大的作用。
所以,今天我们就来聊聊这些复合材料如何在装修装饰中发挥作用,帮大家打造一个又美观又实用的家。
说实话,这复合材料真的不简单。
在传统装修中,咱们要么就是木材、石材,要么就是瓷砖、涂料,材料虽多,但大多数都是各自为战,缺少协作。
而复合材料就不同了,它能将不同的材料优势集中在一起,像是给装修工程装上了“超级引擎”。
比如说,复合木材就把木材的自然纹理和塑料的耐用性结合在一起,既保留了木材的美感,又不容易受潮变形,真的是“取长补短”。
而像石膏复合板,轻便又有隔音效果,简直是那些城市里住得有点拥挤的人们的救星。
装修时,贴个复合板,不仅看上去整洁、现代,隔音效果也好,晚上睡觉都不怕楼上的“舞蹈团”又在开party了。
说到装配式建筑复合材料在装修中的应用,咱们不得不提一下它的优势。
施工速度那是相当快。
大家都知道,装修一个家,时间长了简直让人心累。
而用复合材料做装饰就不一样了,板材早早就预制好,现场一拼就成,效率高得让人都不敢相信。
再加上复合材料相对轻巧,运输也方便,施工人员的劳动强度大大减少,真的是省时又省力。
你想啊,拿个铲子去刷油漆、铺瓷砖,一天天的工作就像是“日复一日,年复一年”,累不说,还容易出问题。
而用了复合材料后,不仅可以减少人力物力的投入,工程质量也能保证,真是让人省心。
复合材料的外观真的是不折不扣的“颜值担当”。
先进复合材料装配工艺技术的应用探究
一、先进复合材料装配工艺复合材料的实际应用性能比金属材料的应用性能要高很多,但是机械设备的制造中,没有得到广泛的应用,主要导致这种现象的原因就是复合材料的投入成本比较高,对加工技术也有非常严格的要求,普通加工方式无法对复合材料进行加工处理,如果操作不当很可能会对材料造成损坏。
1.复合材料加工中常见的缺陷。
复合材料装配工艺主要的内容就是制孔和连接,这两项工作之间有着密切的联系,如果制孔的过程中,孔的质量不满足材料装配的要求,则也会对连接部位的接头使用情况造成影响,会在一定程度上缩短接头使用年限。
如果孔的大小,形状、表面质量等与实际制孔要求不符,那么也影响了连接部位的稳定性,很容易在使用的过程中出现算坏的现象,许多复合材料都会出现这种问题,而芳纶类复合材料更容易发生这种情况,在实际应用的过程中需要注意。
2.先进复合材料制件装配工艺。
(1)复验复合材料制件。
交付的复合材料制件必须符合图纸和零件交付状态。
(2)预装配修合。
许多复合材料零件设备制作的过程中都会按照相关图纸来制作,尺寸大小也是按照图纸设计来制作的。
而实际的零件制造中,会考虑到与其他零件之间的协调性,通常都会在零件的边缘位置留出一定的余量,在该零件制作完成后会将其安装到实际装配的设备中,找到准确的位置进行对比,然后将边缘余量清理掉,保证零件符合实际的应用需求。
在实际操作的过程中,很容易出现断层、掉落或者是纤维拉出的现象,这是由于复合材料的节本基础性质导致的,所以进行边缘余量的清理工作时,一定要采用科学法方法、使用专业的设备来进行相关操作。
(3)制孔,锪窝。
为了获得良好的孔径,满足装配要求,制孔时应注意下列关键工艺。
制孔前准备与金属材料制孔不同,复合材料制孔要求使用一次性支撑底板或钻孔垫板,垫板的材料最好与制件的材料相同,也允许使用其他材料。
垫板必须稳稳地夹紧于制孔件的背面,需要时填一层适用的填料,确保复合材料制件与垫板制件空隙完全填充,这样可以有效地防止钻孔件出口端表面剥落和纤维损伤缺陷。
十大装配式建筑施工技术解析
十大装配式建筑施工技术解析装配式建筑施工技术已经成为当今建筑行业的一个热门话题。
它以其快速、高效、环保等优势,吸引了众多开发商和设计师的关注。
本文将从不同的角度解析十大装配式建筑施工技术,探讨其特点和应用。
一. 钢结构装配式建筑施工技术钢结构装配式建筑是指将钢材进行预加工制作,然后在现场进行组装安装的一种建筑技术。
它具有轻质、高强度、抗震性能好等优势,并且可以实现模块化生产,大大提高了施工效率。
二. 混凝土预制组件装配式建筑施工技术混凝土预制组件是指在专门生产线上制造出来的构件,在现场进行组装安装。
这种技术可以提前完成对构件的加固、防水等处理,避免了传统现浇混凝土施工中存在的一系列难题。
三. 板材拼接式装配式建筑施工技术板材拼接式装配式建筑是指使用板材作为主要承重结构,通过拼接和连接技术进行模块化施工的一种建筑技术。
这种技术可以灵活地应对各种建筑形式的要求,并且在施工过程中产生的噪音和污染相对较少。
四. 墙体空心砖装配式建筑施工技术墙体空心砖装配式建筑是指使用空心砖作为主要构件,通过组装进行建筑施工的一种技术。
使用墙体空心砖可以提高整个建筑的隔音效果和保温性能,并且通过预制加工,大大缩短了施工周期。
五. 复合材料装配式建筑施工技术复合材料是指由两种或多种不同材料复合而成的一类新型材料。
采用复合材料进行装配式建筑施工可以充分发挥各种材料的优势,同时实现轻质化、耐久性好等特点。
六. 玻璃幕墙装配式建筑施工技术玻璃幕墙作为现代城市建筑的标志性元素之一,其安全性和美观度都对于一个城市的形象有着重要影响。
使用玻璃幕墙装配式建筑施工技术可以保证施工质量和速度,并且提高了建筑的节能性能。
七. 厨卫间及设备装配式建筑施工技术厨卫间及设备是一个住宅或者公共建筑中不可或缺的部分。
采用装配式建筑施工技术可以实现预制加工,减少现场施工时间,提高施工质量和安全性。
八. 空调管道与电缆线路装配式建筑施工技术空调管道和电缆线路是一个建筑物中必不可少的基础设施。
复合材料ARALL层板装配技术
33 1 . . 数据 表 明 ,
L材 料 的特 点 J 层板 在增 强方 向上 的拉 伸极 限强 度
材 料 置 信度 的 不 断提 高 人 们 对
在 国 际 市场 上 可 以购 买到 不 同 规 格 的 A R J 层 J
板产 品, 2 1 层 厚 为 0 0 2 寸 ( .订 ) 3 2 如 / 铺 .3 英 0 8m , / 铺 层 厚度 为 0 0 2英寸 ( .m , / 、5 1 3 m) 5 4铺 层厚 度 为 0 0 2 .9 英寸 ( .m ; 内 6 1 研制 的 A A J 层板牌 号 为 2 3 m) 国 2所 R I
了具有高 强 度 、疲 劳性 能 好特 点 外 ,减 重效 果 可达 到 2 %~3 %。 以 , R L 板在 飞机 结构 上 的 应用 获 3 3 所 A A I层
得 了较快 发c一1 7后 机 身有 一 个 装 卸 大 型 装 备 和 货 物 的 通 道 , 货舱 门就是 关 闭这 通道 的大 型构 件 , 后 飞机 在 加压 飞行 时 , 是 承受 压 力 的重要 构 件 ; 它 在地 面 它 又是货 。 该 舱 门长 3 . 1 8英尺 , 1 . 尺 , 宽 8 5英 原使 用 2 2 一 铝 0 4 T3
10磅 。 6 ●波 音 7 7飞机机 舱 地 板 7
A J 层板 材 料 ,这 对 民族 航空 制造 技 术是 一个 新 的 挑 战 。从 国外 对
一
u 板材 料 应 用来 看 , 材料 是 层 该
波音 公 司经过 多 年 的探 索 ,已应用 GAR I E一3 与 ( A AJ 层板 类似 的材 料 ) 造 波音 7 7飞机 机舱 地 板 , R I 制 7 与 铝 合金 地板 相 比减 重 2 %。 3 ●F一2 7飞机 机 翼下 蒙 皮 Fk e 公 司 已制 造 了 1 okr 0套带 检 查 孔 的 A A J 层 R I
新型建筑复合材料装配式组合施工工法
新型建筑复合材料装配式组合施工工法近年来,随着科学技术的快速发展和新型材料的不断涌现,建筑领域也在不断创新变革。
其中,新型建筑复合材料装配式组合施工工法成为一种备受关注的新技术。
本文将结合实际案例,就新型建筑复合材料装配式组合施工工法进行详细介绍,并分析其优势与发展前景。
一、新型建筑复合材料装配式组合施工工法的定义与特点1.工艺精度高:新型建筑复合材料装配式组合施工工法采用工厂预制制作,可以有效提高工艺精度和施工质量,避免了传统施工中可能出现的误差和质量问题。
2.施工效率高:由于预制构件的统一化加工和装配式组合施工,大大缩短了施工周期,提高了施工效率。
同时,工厂预制制作还能节约人力和成本,提升整体施工效益。
3.建筑性能优越:新型建筑复合材料具有很好的强度和防火性能,可以满足建筑物的使用要求,同时还能减少环境污染和能源消耗,提高建筑的可持续性。
二、新型建筑复合材料装配式组合施工工法的应用案例以中国建筑科学研究院所设计的华润大厦为例,展示新型建筑复合材料装配式组合施工工法的应用。
华润大厦是一座高层办公楼,整个建筑采用了新型建筑复合材料装配式组合施工工法进行施工。
在建筑外墙方面,采用预制复合材料幕墙板进行装配,具有很好的隔热、防水和防火性能,并通过组合和折叠设计,实现了建筑外观的多样性。
此外,在楼板和柱子方面,采用了预制混凝土板和复合材料柱子进行装配。
预制混凝土板具有优异的承载能力和抗震性能,能够满足建筑物的使用要求。
复合材料柱子则具有轻质、高强度和耐腐蚀等特点,确保了建筑物的结构稳定和安全性。
通过以上案例分析,可以看出新型建筑复合材料装配式组合施工工法在建筑领域的广泛应用和良好效果。
三、新型建筑复合材料装配式组合施工工法的优势和发展前景1.优势:(1)加快施工进度:新型建筑复合材料装配式组合施工工法的预制制作和快速装配,能够大大加快施工进度,提高效率。
(2)降低施工成本:由于工厂预制生产,能够统一加工和批量生产,降低了材料消耗和人力成本。
复合衬套的装配方法
復合衬套的裝配方法摘要:一、引言二、复复合衬套的定义与作用1.定义2.作用三、复合衬套的装配方法1.准备工作1.材料与工具准备2.工作环境整理2.装配流程1.衬套安装2.复合材料安装3.整体组装四、注意事项1.装配顺序2.装配技巧3.安全防护五、总结与展望正文:一、引言随着科技的不断发展,复合材料在各个领域的应用越来越广泛。
复合衬套作为一种重要的零部件,在众多行业中发挥着重要作用。
本文将详细介绍复合衬套的装配方法,以帮助读者更好地理解和应用这一技术。
二、复复合衬套的定义与作用1.定义复合衬套是指由两种或多种材料通过特殊工艺组合而成的零件,具有良好的力学性能、耐磨性能和耐腐蚀性能。
2.作用复合衬套在各种设备中起着关键作用,如减少摩擦、保护主机、提高使用寿命等。
三、复合衬套的装配方法1.准备工作(1)材料与工具准备:根据装配需求,准备相应的复合衬套、复合材料、螺栓、螺母等零部件,以及扳手、螺丝刀等常用工具。
(2)工作环境整理:确保工作环境整洁、无尘,避免尘埃、污垢等影响装配质量。
2.装配流程(1)衬套安装:将复合衬套放入预定位置,确保其与主体零件的尺寸和形状匹配。
(2)复合材料安装:将复合材料按照设计图纸和装配顺序依次安装到衬套上。
(3)整体组装:将装配好的复合衬套与主体零件进行组装,注意检查各零部件的连接是否牢固。
3.注意事项(1)装配顺序:按照设计图纸和装配说明书的要求,合理安排装配顺序,确保装配顺利进行。
(2)装配技巧:掌握正确的装配技巧,如螺栓紧固力度、装配间隙控制等,以保证装配质量。
(3)安全防护:在装配过程中,注意佩戴防护用品,避免因操作不当导致的伤害。
四、总结与展望本文对复合衬套的装配方法进行了详细介绍,希望能为广大读者提供有益的参考。
在实际应用中,还需根据具体情况调整装配工艺和参数。
金属和复合材料胶接设计
影响胶接性能的因素——相对刚度
(a) 轴向应力分布——EL=10EU 下被胶接件
(b) 剪应力分布——EL=10EU
剪应力
轴向应力
上被胶接件
(c) 轴向应力分布——EL=EU 上被胶接件
下被胶接件
剪应力
(d) 剪应力分布——EL=EU
轴向应力
失效模式——胶接
胶接强于被连件 对HSS等高强材料不会出现;
有
弹-塑性模型
建立原则:等效前 后曲线下的面积 相等。考虑到试 验室与实际生产 条件之间的差异, 最大剪应力应乘 以0.8的系数。
等效弹塑性模型
等效双线性模型
剪应力 (ksi)
平均
Napkin 圆环剪切试验
FM-73 74℉
破坏应变
下限 平均 上限
0.492 in/in 0.705 in/in 0.997 in/in
部分来源:谢鸣九图书
胶层厚度0.1~0.2mm
胶粘剂的选择
胶粘剂形态:
糊状:胶层厚度
0.13~0.50mm 浸润性 不如液状胶好
胶膜:需要冷藏、
解冻、高温固化, 容 易控制胶层厚度
种类 环氧树脂
环氧酚醛
固化温度:
室温、中温、高温
酚醛树脂
供应形式:
单组分、双组分。
有机硅树脂
对大面积胶接最好
使用胶膜,而不是糊 状胶。 在高温工作时,所
制造因素 装配时间 成本 表面处理
胶接接头形式
薄件:可采用简单搭接或双面搭接形式
厚件:由于偏心载荷产生的偏心力矩较大,宜采用阶梯型或斜面搭接形式;
不同材料胶接工艺
共胶接(二次共固化)
共固化
二次胶接 胶接一般指二次胶接或者共胶接。通常共固化预成型胶接的性能都远优于共胶接的性能。
复合材料结构装配过程中的制孔和连接
复合材料结构装配过程中的制孔和连接作者:程健男来源:《经济技术协作信息》 2018年第10期在目前的社会发展中,许多科研人员研发出了性能优良的新型建设材料。
高性能材料应用的范围比较广。
在进行飞机的制造中,也使用了多种高性能的材料,其中,复合材料在飞机的研制中比较常用。
在使用的过程中一定要注意复合材料的装配问题,相关单位需要加强对这方面的重视,提高复合材料的装配水平,这样才可以保证飞机的制造水平。
因此,本文对复合材料结构装配过程中的制孔和连接进行了探讨。
一、复合材料结构装配的特点飞机复合材料零件装配与金属零件装配相比,具有以下的特点:1.复合材料的零件使用的加工技术要求是非常高的,复合材料自身的性质比较特殊,很容易在加工的过程中出现各个部位的尺寸与实际要求相差过大的情况,在零件加工和配置的过程中一定要注意这个问题,并才有效的措施去处理。
2.许多复合材料与其他零件接触的过程中,很容易产生化学反应,严重的化还会造成腐蚀。
比如碳纤维复合材料就非常容易与铝发生化学反应,放置的过程中要注意每个零件的性质。
比较常用的复合材料玻璃纤维,由于其本身具有不导电的性质,就不会与其他的材料产生化学反应。
3.复合材料在实际应用的过程中比较脆,许多复合材料在使用很容易出现断裂,所以在装配的过程中,会对装配操作有极大的要求。
装配间隙不同,需要使用不同的垫片进行防护作用,避免对复合材料造成影响,出现断裂现象。
4.不同种类的复合型材料都是多种材料组合而成的,材料的层数也非常多,这些材料的单面强度比较高,中间间隔的强度比较小,在进行制孔的过程中很容易出现时孔处断裂的现象。
5 .复合材料与金属材料一起进行制孔的过程中,要注意制孔的顺序,如果从复合材料这一面进行打孔作业,很容易对金属材料造成损坏,不能保证制孔的质量。
6.由于复合材料的层数比较多,各层间隙中的强度比较弱,在外力的作用下很容易出现分层的现象,在进行装配的过程中,不建议使用冲击力较强的方式。
装配式结构中叠合板接缝技术的应用
装配式结构中叠合板接缝技术的应用1. 引言1.1 叠合板接缝技术的定义叠合板接缝技术是指在装配式结构中使用叠合板将结构件连接在一起的技术。
叠合板是由多层材料叠加制成的板材,通过胶合或其他方法将不同材料的薄板粘合在一起,形成具有优异性能的复合材料。
在装配式建筑中,叠合板接缝技术可以用于连接墙体、楼板、屋顶等结构件,实现结构的整体性和稳定性。
叠合板接缝技术通过将叠合板嵌入结构件之间的接缝中,利用胶合剂或其他固定方式使其与结构件紧密连接,从而达到加强结构、减少振动和提高抗震性能的效果。
这种技术可以有效减少结构件之间的缝隙,避免水汽、气体等物质的渗透,提高结构的密封性和耐久性。
叠合板接缝技术是一种重要的连接技术,可以在装配式建筑中发挥重要作用。
通过合理应用这一技术,可以提高结构的稳定性和安全性,满足不同场所对建筑结构的特殊需求,推动装配式建筑的发展。
1.2 叠合板接缝技术的意义装配式结构中叠合板接缝技术的意义在于提高结构件的连接效率和质量,使得整体结构更加稳固和耐用。
通过采用叠合板接缝技术,可以实现结构件的高效拼接和组装,减少施工现场的人力和时间成本,同时提高结构的整体性能和可靠性。
叠合板接缝技术的引入,改变了传统的施工方式,使得结构件的制造更加标准化和工业化。
叠合板接缝技术还能够提高结构的抗震性能和抗风性能,有助于提高整体建筑的安全系数。
装配式结构中叠合板接缝技术的应用具有重要的意义,可以推动建筑行业向着更加智能化、高效化和可持续发展的方向发展。
2. 正文2.1 叠合板接缝技术的原理叠合板接缝技术的原理是指利用特定的接缝设计和材料组合,在装配式结构中实现板材的连接和固定的技术方法。
其基本原理包括以下几个方面:叠合板接缝技术通过精准的工艺设计和加工,确保板材之间的接缝贴合度高,从而保证装配结构的整体强度和稳定性。
叠合板接缝技术在材料选择上注重优异的性能和质量,确保接缝部位具有较高的耐久性和承载能力,能够适应各种环境条件下的使用需求。
飞机复合材料结构装配间隙补偿研究
TECHNOLOGY AND INFORMATION工业与信息化科学与信息化2021年2月上 93飞机复合材料结构装配间隙补偿研究杜博中航西安飞机工业集团股份有限公司 陕西 西安 710089摘 要 随着复合材料在飞机装配过程中的大量使用,复合材料零件在装配过程中的占比也是越来越多,复合材料具有刚性强、重量轻等突出的优点,但是复合材料零件制造外形轮廓精度不易控制,导致在装配时零件之间的贴合间隙不是十分理想,零件之间的贴合间隙直接影响到飞机疲劳强度和机体寿命。
因此,研究飞机复合材料装配过程中的间隙补偿问题,从而掌握间隙补偿对装配件应力的影响,具有较为重要的理论意义和实际的应用价值。
关键词 间隙补偿;复合材料;结构装配引言目前,随着复合材料、钛合金材料等新型材料在飞机研发过程中的广泛应用,复合材料以其各项优异的性能在飞机制造业已经得到普遍的应用。
然而,由于复合材料本身制造精度的不足等一系列的问题,使得复合材料装配过程中可能会存在间隙,而且当间隙较大的时候继续装配,就有可能损坏复合材料结构,所以在实际的装配工作过程中,需要通过一定的间隙补偿方法来消除结构之间的间隙。
1 复合材料概述复合材料是人们运用先进的材料制备技术将不同性质的材料组分优化组合而成的新材料,复合材料的基体材料分为金属和非金属材料两大类,非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。
增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、碳化硅纤维等等。
现代高科技的发展离不开复合材料,复合材料对现代科学技术的发展,有着十分重要的作用。
复合材料的研究深度和应用广度及其生产发展的速度和规模,已成为衡量一个国家科技水平的重要标志。
目前,随着复合材料的发展,飞机制造领域当中其已被广泛的应用,在空客公司设计制造的A330和A340飞机中,复合材料的用量达到飞机总重量的12%左右,A320飞机中复合材料用量则增加到15%,A380飞机中复合材料用量达到27%左右,A350复合材料用量提高到52%;波音公司的787飞机复合材料用量达到50%[1]。
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Alaattin Akta,Heung-JoonPark分析了铺 层顺序对于螺栓孔强度的影响
机械连接中几何参数的选择
Sun等通过试验和数值模拟分析了螺栓预 紧力对螺栓孔挤压强度的影响 Collings研究了铺向角、厚度、夹紧力以及 W/D, E/D, t/d的影响。
Gamble 等利用ABAQUS软件的壳单元 发展了一种三维模型,采用改进的 Hill破坏准则,预测了单个铺层内的 纤维断裂、基体开裂和分层,再将这 些准则应用于铺层间的树脂层来预 测层间分离。
失效判据
Camanho等采用三维有限元模型, 利用ABAQUS软件对复合材料层合板 螺栓连接接头的分层损伤进行了预 测,结果表明接头的预紧力以及垫 片与层合板之间的摩擦力对损伤的 产生及增长有很大的影响。
Matthews采用试验方法研究了单 钉与多钉接头,结果表明:接头 越复杂,采用载荷/钉表示的强 度越小
Whitney和Nuismer提出采用特征长度法 计算连接强度,Chang等人在此基础上对 特征长度法给予发展。特征长度法仍被 用于复合材料接头破坏分析
按余弦变化的特征曲线
特征长度确定方式
Hale Waihona Puke R t----- 拉伸特征尺寸; r0 ----- 孔半径; Rc ----- 压缩特征尺寸。
•
• 干涉配合连接
• • 所谓干涉配合,就是过盈配合,施铆时钉杆膨胀,对孔壁造成径向压缩,钉孔受钉杆 挤压而产生一种径向压力,这样就形成了干涉配合。 复合材料干涉连接会造成分层和基体碎裂,因此复合材料零件不适合于干涉铆接。但 在增加金属衬套之后,由于金属衬套分散了可能的集中载荷,使复合材料零件连接的 干涉量可达到 0.15mm。因此,现在所用的复合材料的干涉连接,都在孔内增加了金属 衬套。复合材料的干涉连接不能提高连接的疲劳强度,但具有连接刚度更好、使孔内 局部分层和损伤的情况减少等优点。当与金属连接的时候,孔径相同时不用分别铰孔。
Morais提出了分析准各向同性含孔层合板拉 伸强度的二维、三维混合有限元模型。
三维的接触应力分析
复合材料连接技术
• 复合材料连接主要可分为胶接,机械连接和二者兼有的混合连接等三种类型, 其中机械连接主要指螺栓连接和铆钉连接,混合连接指胶铆或胶螺连接,胶 接和机械连接是最常用的两种连接形式。一般来说,胶接适用于传递载荷较 小的部位,机械连接用于传递较高载荷或强调可靠性的部位,胶铆(螺)混合连 接较少采用。
复合材料连接技术
• 先进的复合材料连接技术
• 自动钻铆技术
• 自动钻铆系统结构多样、连接方法多样,但单对铆接过程而言,按照铆钉的结构形式, 可以分为无头铆钉铆接工艺和有头铆钉铆接工艺 2 种。
• 电磁铆接技术
• 电磁铆接,亦称应力波铆接,可替代大功率压铆设备,进行难成形材料、大直径、高 强铆钉及厚夹层的铆接,作为铆接难成形材料铆钉的一种特种工艺方法己在产品制造 中发挥了重要作用。 应力波铆接属于短历时高速成形,铆钉在很短的时间(一般为 200um 左右)内完成塑 性变形,钉杆的膨胀比较均匀,能在复合材料结构上形成比较均匀的干涉量,减少安 装损伤,提高接头的疲劳寿命,有传统铆接方法无法比拟的技术优势
• 先进连接件
• 飞机上有一些特殊的部位对连接有特殊的要求,如结构不开敞、只能从单面,安装结 构表面倾斜度大或者结构有密封要求等。针对这些情况,国内外研制出了一些特种紧 固件,常见的有环槽钉、高锁螺栓、单面抽钉、螺纹抽钉等。 先进复合材料结构连接大量采用钛合金、新型铝合金紧固件及干涉连接件。由于钛合 金材料具有强度高、重量轻、与复合材料无电偶腐蚀等性能,随着复合材料的大量使 用,钛紧固件的优势越来越突出。钛合金紧固件占螺纹紧固件的 90%,Ti-6Al-4V 紧固 件占钛合金紧固件的大多数。
(e)紧固件拉脱,可能由于 锪窝太深(一般窝深不能超过 总厚的2/3,剩余部分不能小 于 0.5mm)或钉头太小;装 配间隙没有处理好。 (f)紧固件失效,钉的夹紧 长度选择不当;夹紧力不够; 装配间隙没有处理好。
国外研究现状
国外对复合材料连接进行了大量的研究, D.E.FOX, K.W.Swain使用试验分析螺栓 连接的静强度特性
…
Lin等采用MARC有限元分析软件,考虑到多 孔对接头的影响,对单搭接层合板接头强度 进行了分析。 Tong针对不同的端部约束,对双搭接连接接 头的挤压失效问题进行了研究。
用于测量螺栓夹紧力负载单元
四分子一的螺栓连接模型
结果表明,在孔附近,易采用精细的三维单元; 而远离孔处可采用二维单元进行分析
复合材料
• 由于复合材料的材料特殊性及成型工艺性,已被广泛应用于现代飞机 结构件的制造上,且其用量有不断扩大的趋势,飞机结构复合材料化 将从根本上改变飞机结构设计和制造传统。 • 虽然大型化的复合材料成型设备可制造出集成化、整体化、大型化的 飞机结构件,但由于结构设计、制造和使用维护等方面的需求,必须 给出一定的设计和工艺分离面等,在这些 • 部位会存在大量的连接件。
• 钉孔和螺栓孔的表面粗糙度对连接件疲劳寿命的影响
• 影响铆钉孔和螺栓孔表面粗糙度的因素很多,如,切痕相对外载荷作用的方向引起的 划伤大小、表面波纹的平均值、孔表面的显微硬度、残余工艺应力的大小、孔表面冷 做硬化层和残余工艺应力层的深度等。
复合材料连接失效形式
(a)零件剪切破坏,可能由于边距不够或在载荷方向的纤维比例过大, 使垂直于载荷方面强度不够。 (b)零件断裂破坏,可能宽度不够或在垂直于载荷方向的纤维比例过 大,使载荷方向的强度不够。 (c)零件角破坏,可能边距不够或 45 °方向纤维少。 (d)零件孔边破坏,孔周分层及基本压碎,这是 6 种损坏形式中可能 危害最小的一种。
•
影响连接疲劳寿命因素
• 工作环境
• • • • • 部件表面上气流引起的载荷,结构重力引起的载荷 发动机工作引起的载荷 当飞机超音速飞行时,由于空气动力还会产生引起热应力的热载荷。 气候温度变化 空气湿度和大气压力的变化
• 钉孔和螺栓孔的精度对连接件疲劳寿命的影响
• 铆钉孔和螺栓孔的制造精度是指孔的圆柱几何形状的正确程度。只有孔的圆柱几何形 状接近理论值时,铆钉和螺栓安装后才不至于受到其他附加弯曲应力、挤压应力等的 影响而降低其静强度和动强度。