轻型飞机复合材料结构件工装的设计与制造
航空复合材料结构设计方法
航空复合材料结构设计方法航空复合材料是指由纤维增强材料和基体材料组成的复合材料，具有轻量化、高强度、高刚度、耐腐蚀等优点，被广泛应用于航空航天领域。
航空复合材料的结构设计方法是指在实际应用中如何选择合适的纤维增强材料、基体材料和工艺参数，以达到设计要求。
本文将介绍航空复合材料的结构设计方法。
首先，选择合适的纤维增强材料。
航空复合材料的纤维增强材料通常包括碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维等。
不同的纤维增强材料具有不同的特性，如强度、刚度、耐热性等。
在结构设计中，需要综合考虑应力和重量等因素，选择合适的纤维增强材料。
其次，选择合适的基体材料。
基体材料是纤维增强材料中起填充和粘合作用的材料。
常见的基体材料包括环氧树脂、聚酰亚胺等。
选择合适的基体材料需要考虑纤维增强材料的特性，以及航空复合材料的使用环境和要求。
在选择基体材料时，还需要考虑其与纤维增强材料的相容性和粘结强度。
然后，确定合适的层合方式和厚度。
航空复合材料的结构是由多层纤维增强材料和基体材料交替排列组成的。
确定合适的层合方式和厚度需要综合考虑结构强度和刚度需求，以及工艺可行性。
一般情况下，航空复合材料的层合方式包括单向层合、双面层合和多层可平衡层合等。
最后，考虑工艺参数。
航空复合材料的制造过程包括预浸料制备、层叠、热固化等多个步骤。
在结构设计中，需要考虑不同工艺参数对复合材料性能的影响，如热固化温度、压力和时间等。
通过调整不同工艺参数，可以优化航空复合材料的性能和可靠性。
总结起来，航空复合材料的结构设计方法包括选择合适的纤维增强材料和基体材料、确定合适的层合方式和厚度，以及考虑工艺参数等。
通过合理选择和设计，可以使航空复合材料充分发挥其优势，提高航空器的性能和效益。
飞机复合材料整体结构的制造技术
飞机复合材料整体结构的制造技术飞机复合材料是指由纤维增强树脂基体组成的复合材料，广泛应用于飞机的结构中。
复合材料相较于传统金属材料具有更高的强度、更轻的重量和更好的抗腐蚀性能，因此在飞机制造中得到了广泛的应用。
飞机复合材料的整体结构制造技术主要分为设计、材料选择、预制件制造、组合与装配、固化和后续加工等多个环节。
首先，设计是制造复合材料结构的第一步。
设计师需要根据飞机的需求和性能要求，确定结构的尺寸、形状和布局等。
设计过程中需要考虑各个部件的受力情况，并进行仿真分析来优化结构的设计。
其次，材料选择是关键一步。
针对不同的部件和要求，需要选择不同类型和性能的增强纤维和树脂。
目前常用的增强纤维有碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维等，而常用的树脂有环氧树脂、聚酰亚胺和苯氨酮等。
材料选择的合理性直接影响到结构的强度和重量等性能。
接下来，预制件的制造是将材料加工成为具备特定形状和性能的部件。
预制件的制造采用的方法有包括手工涂胶剪裁、自动涂胶剪裁、服纺织品热成型、树脂膜层或树脂纤维原料悬挂成形、涂层压模胶原料热压成型等多种技术。
预制件制造需要严格控制每个环节的质量和尺寸，以保证最终结构的可靠性。
然后，预制件的组合与装配是将不同的预制件按照设计要求进行组合和装配成为整体结构。
组合与装配的过程中需要严格控制每个预制件的位置和间距，以确保整体结构的几何尺寸和外观质量。
接下来，固化是将装配好的结构置于特定的温度和压力条件下进行固化，使树脂基体和纤维材料变得更加紧密。
通常采用的固化方法有热固化和热动力固化两种。
固化过程中需要保证温度和压力的均匀分布，以确保结构的强度和稳定性。
最后，进行后续加工是为了满足结构的概要尺寸和表面要求。
后续加工的过程中常涉及到机械加工、打磨和喷漆等多个技术。
后续加工的质量直接影响到整体结构的外观和性能。
综上所述，飞机复合材料的整体结构制造技术涵盖了设计、材料选择、预制件制造、组合与装配、固化和后续加工等多个环节。
飞行器复合材料构件制造技术
飞行器复合材料构件制造技术飞行器复合材料构件制造技术，听起来就像是高大上的黑科技，对吧？其实说白了，就是利用一些特别的材料来做飞机的零件。
这可不是随便找块铁皮就能搞定的，得讲究很多，真是个复杂的活儿。
咱们先说说复合材料，顾名思义，就是由两种或两种以上的材料混合而成，简直像是个“材料大杂烩”。
这东西的好处多得很，轻便、强度高、耐腐蚀，简直就是飞行器的“绝配”。
说到制造技术，哎呀，那可就更复杂了。
你想想，飞机上每一个小零件都得经过精密的设计和加工，稍微一不小心就可能出现问题。
就像打麻将，出错一张牌，整个局都得乱套。
制造复合材料构件，首先要准备好原材料，这可不是随便找些树叶和泥巴就能凑合的。
材料的选择可是一门大学问，得考虑强度、韧性、耐温、耐腐蚀性等等，简直像是在挑对象，不能马虎。
然后，材料要经过特殊的处理，像是要进行浸渍、铺层，甚至有时候还要加热、加压，确保每一层都能完美结合。
哎，听上去是不是有点像在做蛋糕？把各种材料一层一层地叠加起来，最后烤个三五十分钟，哇，出来的就是个“航空级”的零件，简直是技艺与科技的完美结合。
再说说这制造过程中的细节，真是个繁琐的活。
得有专门的设备，像是大型的热压罐、真空设备等等，这些都不是普通人家能摆得下的。
就像你去大饭店吃的每道菜，都得有专业的厨师，咱们这也是请了“高人”来操作，确保每个零件都能无懈可击。
这其中，还得注重环保，很多材料的处理都要尽量减少对环境的伤害，毕竟咱们可不想在天上飞，还给地球添麻烦，对吧？好啦，聊了那么多，大家可能会问，为什么非要用复合材料呢？嘿，这就得说说飞行器的性能了。
复合材料的轻量化特性可以大大提高飞行器的燃油效率，简单来说，就是飞得更快，耗得更少，像是给飞机加了“省油王”的标签。
同时，强度和韧性又保证了飞行器在各种环境下的安全性。
想象一下，飞机在空中翻滚，像个小鸟一样灵活，真是太酷了！制造这类材料的技术也在不断进步，科技日新月异，没个十年八年可追不上。
复合材料飞机结构综合优化设计系统研究
复合材料飞机结构综合优化设计系统研究一、本文概述随着航空工业的快速发展，复合材料因其独特的性能优势，如轻质、高强度、良好的抗疲劳性能以及设计灵活性等，已被广泛应用于飞机结构制造中。
复合材料飞机结构的设计和优化对于提高飞机性能、降低运营成本以及实现绿色可持续发展具有重要意义。
然而，复合材料飞机结构的设计优化涉及多个方面，包括材料选择、结构设计、制造工艺、性能分析等，是一个复杂且富有挑战性的系统工程问题。
本文旨在研究《复合材料飞机结构综合优化设计系统》的构建与应用。
我们将深入探讨复合材料飞机结构的设计特点、优化方法以及系统设计等方面的关键技术。
我们将分析复合材料飞机结构的设计原则和优化目标，研究如何通过合理的材料选择和结构设计来提高飞机的性能和安全性。
我们将研究复合材料飞机结构的制造工艺和质量控制方法，以确保设计的可行性和可靠性。
我们将构建一个综合优化设计系统，实现复合材料飞机结构设计的自动化和智能化，以提高设计效率和优化质量。
通过本文的研究，我们期望能够为复合材料飞机结构的设计优化提供一套科学、高效的方法论和工具支持，推动复合材料飞机结构设计的创新与发展，为航空工业的可持续发展做出贡献。
二、复合材料飞机结构基础知识复合材料飞机结构的设计和优化，首先需要深入理解复合材料的基本特性和其在飞机结构中的应用原理。
复合材料，由两种或多种具有不同物理和化学性质的材料通过物理或化学的方法组合而成，能够展现出单一材料所不具备的优异性能，如高强度、高刚度、低密度、耐高温、耐腐蚀等。
在飞机结构中，复合材料主要用于制造机翼、机身、尾翼等部件，以减轻飞机重量、提高飞行性能。
复合材料飞机结构的设计，需要充分考虑材料的力学特性，如弹性模量、剪切模量、泊松比等，以及其在不同温度和湿度环境下的性能变化。
复合材料的制造工艺也是设计优化过程中必须考虑的因素。
常见的复合材料制造工艺包括手工铺层、自动铺带/铺丝、热压罐成型、真空袋成型等。
飞机机翼结构的复合材料优化设计
飞机机翼结构的复合材料优化设计随着科技的不断进步，飞机的设计和制造也在不断演进。
其中，飞机机翼结构作为飞行过程中最重要的部分之一，其设计及制造工艺也在持续改进。
复合材料是一种非常适合用于飞机机翼结构的材料，它具有轻质、高强度和良好的耐久性等优点。
在本文中，将探讨飞机机翼结构的复合材料优化设计。
首先要了解的是，飞机机翼结构的优化设计需要考虑多个方面。
其中最主要的因素是飞行载荷、航行速度和机翼形状。
飞行载荷通常由飞机的重量和飞行动力引起，而航行速度和机翼形状则直接影响到机翼受力和飞行性能。
复合材料的选择非常关键。
传统的金属结构有一定的局限性，如重量较重、容易疲劳等。
而复合材料则克服了这些问题，它由多种材料的有机组合形成，如碳纤维、玻璃纤维和纺织物等。
这些材料具有高强度、低密度的特点，能够满足飞机机翼结构对轻量化和高强度的要求。
同时，复合材料的耐久性和抗腐蚀性也较金属材料优越。
在进行复合材料的优化设计时，首先需要确定机翼的结构类型。
常见的机翼结构有蜂窝结构、热固性胶合结构和复合材料龙骨结构等。
每种结构类型都有其独特的优点和应用范围。
例如，蜂窝结构具有较高的拉伸强度和压缩强度，适用于大型飞机的机翼设计；而热固性胶合结构则具有更好的抗腐蚀性能，适用于海洋环境中的飞机。
一旦确定了机翼的结构类型，接下来就是进行材料层压的优化设计。
层压是指将不同材料的薄片按一定的叠放方式进行复合而成。
在层压设计中，需要考虑材料的类型、厚度和叠放顺序等因素。
不同的层压方式会直接影响到机翼的强度、稳定性和振动特性。
在层压设计中，常用的方法是使用有限元分析软件进行模拟计算。
有限元分析是一种基于数值方法的力学分析技术，可以模拟真实环境下的机翼受力和变形情况。
通过有限元分析，可以对机翼的层压结构进行优化，以满足飞行载荷和航行速度的要求。
同时，还可以通过对不同材料进行试验测试，更准确地确定材料的力学性能和疲劳寿命，以确保机翼的安全性和可靠性。
轻型运动飞机复合材料生产制造工艺研究
自２ ０ ０ ４年美 国 Ｆ Ａ Ａ（ 联 邦航 空管 理局 ， Ｆ ｅ ｄ ｅ ｒ ａ ｌ Ａ ｖ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ａ ｄ —
ｍ ｉ ｎ ｉ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ） 提出了轻型运动飞机 （ Ｌ Ｓ Ａ， ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ ｓ ｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｉ ｒ ｃ ｒ ａ ｆ ｔ ） 飞行执照 后， 轻 型运动飞机产业 在欧美得 到了迅速发展 ， 由于我 国对低 空空 域 的管制 ， 该产业在国内发展缓慢 。 近年来 ， 随着 国内低空开放试点 工作 逐渐推进 ， 根据 国内空域管制政 策逐渐开放 的趋势 。 结合 国外 通用航空产业发展经验 ， 未来 １ ５年 ， 国内轻型运动 飞机 市场潜力 巨 大 。Ｉ ｌ ｌ ２ 轻 型 运 动 飞机 的 结构 形 式 轻型运动飞机为并排双座 、 上单翼 、 常规尾翼 、 前三点 固定式起 图 １ 轻 型 运 动 飞 机 结 构 示 意 图 落架的结构布局 ，机身头部位置配备一 台发动机 和三 叶螺旋桨 ， 结 然后在真空负压下排 出模腔 中的气体 ， 然后在烘房 内特 定的固化温 构形式见图 １ 。 机体结构 由机身 、 机翼 、 平尾等部件组成 ， 由于轻型运动飞机对 度下进行 固化成型 。 机体结构制造成 本和重量 有着非常严格 的要求 ， 国 内外大部分轻型 由于 预浸料 的含胶量具有可设计和控制 性 ， 故预浸料可 以 良好 运动飞机为全玻 璃纤 维复合材 料夹层结构 ， 玻璃 钢复合材料所用增 的控制泡沫夹芯板 的树脂含量 ， 对此工艺进行 了摸底试验 。结果表 强材料 为低 成本高强玻璃 纤维织物 ， 基体材料 初选 中 、 低 温固化 的 明 ： 经过 预浸料真空袋压 成型制作 的夹 芯板表面 光滑 ， 树脂含胶 昂 环 氧树脂 ， 夹心材料选用 Ｐ Ｖ Ｃ泡 沫或低成本 Ｐ Ｍ Ｉ 泡 沫。 能够得到很好的控制 ， 能够满足飞机起飞重量要求。 ３ 复合材料生产 制造工艺 ４结论 复合材料具有 比强度高 、 比模量大等一 系列 优点 因而在航空航 本文对 轻型运 动飞机 的两种复合 材料成 型］ 艺进 行 了论述 和 天领域得到 了广泛 的应用 ， 轻型运动飞机设计 的关键 之一是能否有 摸底试验 ， 试验结果表 明， 在能够控制原材料成本 的基础 上 ， 预浸料 效控制机体结构 的重量和制造成本 。 玻璃纤维树脂基复合材料在整 真空袋压成型工艺能够很 好地控制树脂的含胶量 ， 对轻 型运动飞机 机结构 部件 和内饰 件上 的大量 应用能够减轻 其结构 重量并显 著降 起飞重量的控制起到了关键作 用 ， 是 一种行之有效的轻型运动飞机 低结构制造成本 。１ ２ １ 复合材料成型工艺。 参考 文献 复合材料生产制造工艺经过 了几十年 的发展 ， 无论在种类还是 【 ｌ 】 言 金 ， 黄 俊 ， 孙 晓 伟 ． 我 国轻 型 运 动 飞 机 市 场 发 展 研 究『 Ｊ １ ． 航 空 制 在技术 上都取得 了重 大突破 ， 例如手糊 成型工艺 、 真空辅 助成 型工 艺、 热压罐 成型工艺 、 缠绕成 型工艺以及预浸料 真空袋压 成型工 艺 造 ， ２ ０ １ ０ ， ｌ ２ （ ｖ ｏ ｌ １ ２ ０ ） ． ２ 】 何楠 ， 杨加斌 ， 高峰． 先进 复合材料在军用无人机上 的应用动向［ Ｊ 】 ． 等， 考虑 到轻 型运动 飞机低成本 、 重量轻等要求 ， 真空辅助成型工艺 【 和预浸料 真空袋压成 型工艺是轻 型运动飞机生 产制造工 艺研究发 玻 璃 钢／ 复合材料 ， ２ ０ １ ３ ， ２ ： ９ ４ — ９ ７ ． 展的重点。 近年来真空辅 助成型工 艺以及预 浸料真空袋 压成型工 艺取得 了重大技 术突破 ， 并在 民机产业化发展 上起 到了关键作用 。对 于轻 型运动飞机复合材料结 构 ，如何设 计并选择适合 的生产制造工 艺 ， 是一项 关键技 术 ， 同时也是本文研究的重点。 ３ ． １ 真空辅助成型工艺（ Ｖ Ａ Ｒ Ｉ ） 真空辅助树脂注 射成型（ Ｖ ａ ｃ ｕ ｕ ｍ Ａ ｓ ｓ ｉ ｓ ｔ ｅ ｄ Ｒ ｅ ｓ ｉ ｎ Ｉ ｎ ｆ ｕ ｓ ｉ ｏ ｎ ） 简称 Ｖ Ａ Ｒ Ｉ 工艺成型。 Ｖ ＡＲ Ｉ 成型工 艺是在单 面刚性模具上 以柔性真空袋 薄膜 包覆 、 密封纤维增 强材料 ， 然后在真 空负压下排 出模 腔 中的气 体， 利用树 脂的流动 、 渗透 ， 实现 对纤 维及其织 物的浸润 ， 并在 室温 或加热条件 固化成型 的一种工艺方法 。工艺要求 ： ａ ． 需要粘度低并 能在 常温固化的树脂基体 ； ｂ ． 树 脂凝 胶前的低粘 度平台时 间要 足够 长， 保证充分的操作时间 ； ｃ ． 良好 的密封有利于提高真空度和排 出气 泡， 减少制品孔隙率 ； ｄ ． 恰 当的选择成型厚度。 为了研究该工艺在轻型运动 飞机 上生产制造上的可行性 ， 同上 海东华 大学复材 中心 共同开展 了一系列 的工 艺摸底试验 。结果 表 明： 树脂均 能完全浸透板材 ， 层压板的树脂含量能控制在 ３ ８ ％以下 ， 夹芯板 材的含胶量一 般为 ６ ０ ％左右 ， 重量 比设计 有所超标 ， 不 能满 足飞机起飞重量要求 。 ３ ． ２ 预浸料 真空 袋压成型 预浸料真空袋压成型工艺 ， 简称 Ｖ Ｂ Ｏ成型工艺 ， Ｖ Ｂ Ｏ成型技术 是在单面刚性模具上 以柔性真空袋薄膜包覆 、密封纤维增强材料 ，
飞机用复合材料构件的典型低成本成型技术
飞机用复合材料构件的低成本成型技术随着航空业的快速发展，飞机用复合材料构件的应用越来越广泛。
复合材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点，因此在飞机制造中得到了大量应用。
然而，复合材料的成型成本较高，给飞机制造带来了一定压力。
如何降低复合材料构件的成型成本成为了研究的热点之一。
本文将介绍一些典型的低成本成型技术，以期为飞机制造业的发展做出贡献。
一、纺粘成型技术1. 简介纺粘成型技术是一种利用纺织原理制备复合材料的方法。
通过在纺织机上将纤维和树脂混合，再经过卷绕、成型、固化等工艺，最终制备出复合材料构件。
这种技术成本低，适用于中小尺寸的复合材料构件制备。
2. 优缺点优点：成本低，适用于少量生产。
缺点：生产效率不高，适用于中小尺寸构件。
二、注塑成型技术1. 简介注塑成型技术是一种将熔融的树脂注入模具中，然后在高压下使其固化成型的方法。
这种技术适用于生产大批量的复合材料构件，成本低、效率高。
2. 优缺点优点：适用于大批量生产，成本低、效率高。
缺点：需要大型注塑设备，不适用于小批量生产。
三、预浸料成型技术1. 简介预浸料成型技术是一种将预先浸渍好树脂的纤维布料置于模具中，然后加热固化成型的方法。
这种技术成本适中，适用于中小批量的复合材料构件制备。
2. 优缺点优点：适用于中小批量生产，成本适中。
缺点：对生产工艺要求较高，不适用于大批量生产。
四、压缩成型技术1. 简介压缩成型技术是一种将预先浸渍好树脂的纤维布料置于模具中，然后施加高压使其固化成型的方法。
这种技术比较灵活，适用于小批量的复合材料构件制备。
2. 优缺点优点：适用于小批量生产，灵活性高。
缺点：对模具和设备要求高，不适用于大批量生产。
总结飞机用复合材料构件的低成本成型技术有多种选择，每种技术都有其适用的范围和特点。
对于飞机制造企业来说，要根据实际情况选择合适的成型技术，并不断加强研发，提高生产效率，降低制造成本，推动飞机制造业的快速发展。
飞机用复合材料构件的低成本成型技术是航空制造领域的一个重要课题。
民用飞机复合材料结构产品研制的项目管理策划思路探讨
民用飞机复合材料结构产品研制的项目管理策划思路探讨民用飞机的复合材料结构产品在航空领域有着重要的地位，它具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点，因此越来越受到航空制造商的青睐。
要研制出高质量的复合材料结构产品并不容易，需要通过科学的项目管理来保证研发的顺利进行。
本文将从项目管理的角度出发，探讨民用飞机复合材料结构产品研制的项目管理策划思路。
一、项目背景分析在项目管理策划之前，首先需要对项目的背景进行充分的分析。
对于民用飞机复合材料结构产品研制项目而言，需要考虑的因素包括市场需求、技术要求、竞争环境等。
通过对市场需求的分析，可以确定产品的定位和市场定位，从而为后续的研发工作提供方向。
需要对相关技术进行分析，明确项目所面临的技术挑战和难点，为研发过程中可能遇到的困难做好准备。
还需要对竞争环境进行分析，了解竞争对手的研发状况和市场地位，制定相应的竞争策略。
二、项目目标确定在项目背景分析的基础上，需要确定项目的目标。
民用飞机复合材料结构产品研制项目的目标可以包括产品性能指标、研发周期、研发成本等方面。
通过明确项目目标，可以为后续的项目管理提供一个明确的方向，帮助团队成员明确自己的任务目标，提高工作效率。
三、项目组织结构建立在确定了项目目标之后，需要建立项目的组织结构，包括确定项目经理、技术负责人、市场营销负责人等角色，明确各个角色的职责和权限。
需要建立项目团队，明确团队成员的组成和分工，确保项目团队能够有效地协作。
四、项目进度计划制定项目管理策划还需要制定项目的进度计划。
需要将整个研发过程分解成若干个阶段，确定每个阶段的关键任务和里程碑，明确每个任务的起止时间和负责人，为项目执行提供时间和任务上的有效保障。
需要建立项目的进度跟踪机制，及时发现进度偏差，采取相应的措施进行调整。
五、项目预算编制项目管理策划还需要对项目的预算进行编制。
需要对项目的研发成本进行估算，包括人力成本、设备投入、材料费用等，制定合理的预算计划。
新型复合材料航空结构的优化设计
新型复合材料航空结构的优化设计随着工业的发展，新型材料的出现为各行业带来了更多可能性。
复合材料一直以来都是一个备受瞩目的领域。
复合材料不仅可以提高材料的强度和刚度，而且还可以降低密度，提高材料的锐度。
在航空工业中，新型复合材料的应用带来了非常大的好处。
本文将介绍新型复合材料在航空结构中的优化设计。
一、复合材料的概念和特性复合材料是由两种或两种以上的不同材料在宏观上均匀地混合在一起而形成的材料。
它可以是无机材料与有机材料，也可以是有机材料与有机材料之间的组合。
复合材料的特点是性能优良，重量轻，结构复杂，设计难度大。
复合材料的应用非常广泛。
在航空工业中，它可以替代金属，用于制造机身、翅膀、发动机罩等部件，有效降低飞机的重量，和提高飞机的性能。
二、复合材料应用航空工业的优点1. 降低飞机的重量相较于金属材料，复合材料的密度更小，可以在不影响性能的情况下，用更小的质量来完成机体结构，最终实现降低飞机的重量。
因此，采用复合材料制造材料具有较轻的重量、较高的强度和较好的刚度，可以缩小飞机的体积，带来更加灵活和舒适的空间。
2. 提高飞机的性能复合材料的性能优异，可以根据不同的需求来设计材料的物理特性。
在航空工业中，复合材料具有高强度、高刚度、高抗冲击性和高抗疲劳性等特点。
使用复合材料的飞机比传统飞机更加省油、更加稳定，能够有效提高飞机的性能。
3. 减少航空器维修工作复合材料的表面可以规整，且没有腐蚀、裂纹等缺陷，相对传统的金属结构来说，复合材料的维护比较方便。
此外，由于复合材料大多数为塑料基质，因此可以抗寒、抗腐蚀、抗老化。
这些性能优势可以大大减少飞机的维修工作量，提高飞行的安全性。
三、复合材料在航空结构中的优化设计复合材料在航空结构的优化设计是建立在材料的性能、结构的要求以及成本的平衡之上的。
在复合材料的优化设计中，同时考虑它的物理特性、设计建模、减少重量和降低成本等诸多因素。
优化设计包括以下方面。
1. 替代机身结构的金属材料目前，航空器机身和机翼主要由金属材料构成。
航空制造中的复合材料结构设计与加工技术
航空制造中的复合材料结构设计与加工技术航空工业是现代制造业的重要组成部分之一，而航空工业中涉及到的复合材料结构设计与加工技术也是非常重要的。
由于复合材料具有轻质化、高强度、耐腐蚀等优点，因此在航空领域得到了广泛应用。
本文将探讨航空制造中的复合材料结构设计与加工技术。
一、复合材料的结构设计复合材料的结构设计是指在各种工况下，保证复合材料具有良好的力学性能及综合性能的设计过程。
一般来说，复合材料的结构设计包括以下几个方面：1. 材料选用：在复合材料的结构设计中，首先需要根据设计要求选择适合的复合材料。
对于不同的使用场景和工作条件，需要选择不同种类、不同性能的复合材料。
同时，还需要综合考虑价格、环保等因素。
2. 结构设计：在选择好材料后，需要根据力学原理和结构设计原则进行复合材料结构设计。
结构设计中需要考虑的因素包括结构形式、尺寸、加工工艺、连接方式等。
3. 强度计算：在复合材料的结构设计中，需要对结构进行强度计算。
强度计算可以验证设计的可行性，并且为制造提供有力的依据。
二、复合材料的加工技术复合材料的加工技术是指在设计好复合材料结构后，将结构设计转化为实际产品的制造方法。
复合材料的制造方法主要包括以下几个方面：1. 纤维制备：复合材料的强度主要来自于纤维，因此纤维制备是制造复合材料的关键步骤。
纤维制备包括纤维拉伸、纤维编织、纤维堆积等工艺。
2. 预浸材料制备：纤维和树脂等成型材料在制备过程中需要预先混合，形成预浸材料。
预浸材料的制备包括振实法、滚涂法、吸附法等多种工艺。
3. 复合材料成型：经过纤维制备和预浸材料制备，需要对复合材料进行成型。
成型方法包括压缩成型、注塑成型、自动层压成型等多种工艺。
4. 热固化处理：复合材料成型后需要进行热固化处理，固化可使材料形成更强的化学结构和力学性能，包括热处理、贴合处理等。
5. 切割与修整：复合材料在制造过程中需要切割和修整成型。
切割和修整主要包括机械切割、手工修整、电火花切割等工艺。
航空航天领域超轻材料复合结构设计与制造研究
航空航天领域超轻材料复合结构设计与制造研究近年来，随着航空航天领域的迅速发展，对于材料的需求越来越高。
其中，超轻材料的研究和应用成为了一个重要研究领域。
本文将就航空航天领域超轻材料复合结构的设计与制造进行深入研究。
首先，超轻材料的研究和应用可以降低飞行器的质量，提高其载重能力和燃油效率。
超轻材料的设计和制造需要考虑多个方面的因素，例如材料的力学性能、耐久性、热学性能和成本等等。
在设计方面，需要充分考虑材料的力学特性，以满足航空航天领域中的严格要求。
材料的强度、刚度、韧性和疲劳寿命等性能指标需要进行合理的设计和优化。
此外，还需要考虑热学性能，以确保航空器在高温环境下的正常运行。
同时，材料的选择和组合也是一个重要的方面。
复合材料在超轻材料中具有重要地位，其由不同的材料构成，能够发挥各自的优势，提供更好的性能和更轻的重量。
在制造方面，超轻材料的复合结构需要考虑到成型、连接等工艺。
成型工艺是将材料进行成形，使其达到所需形状和尺寸的过程。
超轻材料往往需要采用先进的成型技术，如复合材料的预浸法（prepreg）和自动化纤维放置，以保证其成型质量和精度。
此外，连接技术也是一个重要的环节。
超轻材料的复合结构通常需要连接多个部件，确定合适的连接方式对于保证结构的强度和稳定性至关重要。
常用的连接方式包括胶粘剂连接、机械连接和熔接等。
在选择连接方式时，需要综合考虑工艺性、强度、重量和成本等因素。
此外，在航空航天领域的超轻材料复合结构设计与制造中，还需要充分考虑成本和可行性。
虽然超轻材料备受青睐，但其成本较高，普及应用相对困难。
因此，在设计和制造过程中需要在保证性能的前提下尽量降低成本。
一种常见的方法是使用自动化生产线和先进的工艺技术，以提高生产效率和降低成本。
总而言之，在航空航天领域超轻材料复合结构设计与制造的研究中，我们需要充分考虑材料的力学性能、热学性能、耐久性和成本等多个因素。
在设计方面，需要优化材料的强度、刚度、韧性和疲劳寿命等性能指标。
飞机装配工装复合材料结构设计技术-结构设计论文-设计论文
飞机装配工装复合材料结构设计技术-结构设计论文-设计论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——关键词：装配工装；复合材料；材料性能近年来，随着飞机产品制造精度和装配质量要求的不断提升，飞机制造企业需要实现更高精度的产品装配，装配工装是飞机装配的基础，提高装配工装定位精度是实现产品高精度装配的重要保障。
1装配工装材料研究传统的装配工装主要由Q235钢材、2A12铝材、6061铝材等金属材料制作，金属材料具有加工性好，拉伸模量较高的优点，所制造的固定工装在恒定温度下具有稳定的尺寸精度。
随着飞机产品大量应用复合材料，零件的外形精度和尺寸精度要求也不断提高，传统工装所使用的金属材料和产品使用的复合材料存在的热膨胀线性系数差异，使得工装结构在不同温度下与产品结构产生变形量差异，影响产品的定位精度。
同时，随着飞机装配技术的不断发展，新的生产线装配方案要求装配工装在生产过程中需要转站移动，传统工装框架所采用的Q235钢材密度大，工装总重量大，移动难度大，且移动过程安全性差。
为了解决上诉问题，研究使用复合材料作为装配工装主体材料具有现实意义。
目前，鲜见全复合材料装配工装的应用，但有资料显示，国外机床设备厂家已经较普遍的采用复合材料大跨度横梁结构解决金属材料横梁缺点。
丹麦DENCAM公司制造风机叶片模具加工用大跨度设备横梁（见图1）采用复合材料圆管搭建成的桁架结构，该结构能够有效降低横梁总重量，允许选用更小功率的电机实现横梁的运动，同时，降低横梁运动惯性。
复合材料碳纤维圆管作为复合材料设备横梁主要基础材料，主要原因是机器加工的碳纤维圆管具有更低的树脂含量，力学性能优异，成型过程非人工铺贴，质量更稳定，成本相对更低。
但是，由碳纤维圆管组成的横梁结构截面尺寸大，通常高度和宽度达到长度的1/4，而飞机装配工装的结构较多地考虑产品和操作人员操作空间，以碳纤维圆管构成的桁架结构做框架，通常难以满足较小的空间尺寸要求，并且单纯的碳纤维圆管桁架结构对可设计性限制较大，定位器与其连接结构复杂。
复合材料飞行器构件制造分析
单独铺叠凸缘叠层块。为了凸缘 沿垂直于梁轴线方向有一定的连 接强度，铺叠时将单向预浸料与 织物混用。
使用呈圆形的单向预浸料 充填在凸缘块与槽形件之 间形成的三角形间隙，最 后把凸缘坯件置于腹板坯
复合材料飞行器构件制造分析
11
易于实现高度翼身融合体的设计和布局 如B－2隐身轰炸机，采用高度翼身融合体的
飞翼式布局，广泛采用了复合材料整体成型技 术；再如美国最新研制的无人作战飞机X45-A ， 即采用高度翼身融合体的无尾式飞翼布局；另 一个号称“飞马”的无人作战飞机X-47A更为 典型，其形如风筝，亦是一架高度翼身融合体 的无尾飞翼式布局飞机，全机结构由复合材料 制成，沿中轴线上下分4大块制成，充分发挥 了复合材料大面积整体成型的技术优势。
复合材料飞行器构件制造分析
17
共固化梁＋ 45度预浸料
通常方法制成的梁
4个零件胶接而成 7个零件胶接而成
复合材料飞行器构件制造分析
18
采用共固化时，加工对象为复杂的立体构件。这 对模具设计、制造和构件生产提出了更高的技术 要求和带来一定的难度。如共固化成形蒙皮壁板 时就不能只采用整块式单块的简单阳模。相应地， 模具由一套零件组成。有时还需应用不同材料、 不同的方法产生固化时所需的压力，膨胀硅橡胶 是常用的材料。同时，成形立体构件，不宜再采 取常用的一套吸胶系统除去层板中多余的树脂， 就需要寻找新的方法来控制树脂含量。
复合材料飞行器构件制造分析
12
复合材料飞行器构件制造分析
13
复合材料飞行器构件制造分析
14
可降低机体结构的雷达反射截面积RCS值， 从而提高其隐身性能
隐身性能是武器的重要战技性能指标之一。 机体结构上如存在着大量的缝隙、台阶、紧固 件头等，势必产生对雷达波的强烈反射，形成 雷达波的散射源。复合材料整体成型技术消除 了缝隙、台阶和紧固件头，将无疑是对提高隐 身性能的重要贡献之一。
轻型飞机复合材料的性能及制造工艺分析
轻型飞机复合材料的性能及制造工艺分析摘要随着复合材料技术和生产工艺的快速发展，复合材料在飞机上的应用比例稳步提升，极大地推动了飞机的轻量化设计。
但是复合材料的生产工艺较为复杂，生产成本较高，在一定程度上影响了复合材料的大规模使用。
因此对轻型飞机复合材料的性能和生产流程进行简单地阐述分析，对轻型飞机复合材料的制造工艺展开系统地分析探讨，为复合材料生产工艺的优化更新奠定了良好的基础。
关键词：轻型飞机；复合材料；性能；制造最近几年，复合材料的设计与生产成为热门话题，复合材料为飞机的轻量化、高强度、高性能发展提供了有利条件。
但是复合材料在飞机上的应用不是一帆风顺的，还受到生产成本、制造工艺等诸多因素的影响，如何优化复合材料生产工艺，推动轻型飞机制造技术的进步发展，是一件非常重要的事情。
一、轻型飞机复合材料的性能随着材料工程技术的发展，复合材料应运而生，在生产生活等诸多方面都得到了广泛的普及与应用，飞机的生产制造也不例外。
复合材料不仅可以弥补单一材料的缺陷，而且能够提升轻型飞机的性能。
轻型飞机复合材料的优点如下所示：（一）高比强度和高比刚度比强度和比刚度是判断飞机材料承载能力的重要指标，数值越大，说明材料的重量越轻，相对强度和相对刚度越大。
例如在拉伸强度相同的场景中，复合材料的密度只有钛合金的1/3，因此把复合材料应用到飞机身上，能够大大减轻飞机的重量，延长飞机的续航里程。
（二）抗疲劳性能强飞机在起飞、转弯、降落过程中，会承受不断变化的压力载荷，这对材料的抗疲劳性能提出了很高的要求。
而复合材料就拥有这一特性，甚至有的纤维增强树脂复合材料的抗疲劳性能已经超过了钢铁，这是因为复合材料中的纤维对构件表面的裂纹有良好的桥接作用，能够防止裂纹快速扩散。
轻型飞机和民用飞机的使用寿命约为30年，而复合材料的抗疲劳性能能够轻松达到这一要求。
（三）装配工艺简单复合材料比较适合整体成型，能够减少零部件的数量，降低飞机整体设计的计算工作量，装配工艺也变得更加简单。
低成本复合材料结构飞机的高效率设计与制造——平板式零件
低成本复合材料结构飞机的高效率设计与制造——平板式零件摘要：通用飞机种类多、数量大、用途广。
世界各国愈发重视通用飞机的应用。
相比于欧美，我国的通用飞机产业尚处于起步阶段，成本控制作为制约通航产业发展的难题之一，亟待解决，提出一种高效率的设计与制造一体化技术迫在眉睫。
本文将介绍一种平板式零件设计和制造一体化技术，从源头设计即开始控制全生产链成本。
关键词：通用飞机；复合材料；低成本；平板式零件引言近年来我国通用飞机产业呈现井喷式发展的趋势，市场迅速扩张（截止2018年底，我国已有370家在营通用航空公司；预计至2020年，我国通用机场数目将达到500以上，通用航空起将达到5000架以上），国家支持力度不断加大（中国民航2019年通航发展专项资金预算总额为4.41亿元）。
然而机遇与挑战往往是共存的，在市场快速扩张的同时，我国通用飞机设计和制造商也面临一个刻不容缓的难题——如何低成本、高效率地设计和制造复合材料飞机以进一步提高市场竞争力?虽然复合材料与传统的金属材料相比，在比强度、比模量、耐腐蚀性能和耐疲劳性能等上都具有绝对优势，但是复合材料自身材料成本高、模具成本高，此外还需考虑由于设计和制造过程较为复杂，人工成本难免随之提高。
目前行业内已存在一些复合材料通用飞机低成本制造技术，如自动铺贴设备、OOA预浸料固化、自动下料剪裁技术等。
本文将重点分析平板式零件的设计与制造，以实现进一步大幅度降低成本。
1、平板式零件的高效率设计与制造1.1平板式零件的高效率设计设计决策将决定>70%的制造成本。
所以在初步设计阶段就应该定下低成本制造的目标，并梳理出决定低成本制造工艺的关键要求，之后还需进行必要的研发性试验以辅助验证设计。
平板式零件主要设计步骤如下所述：a）根据强度要求确定铺层需求。
对于非关重件，整体可采用通用2C2或2C1夹芯结构铺层设计；对于关重件，可根据载荷分布计算结果按需设置局部加强（层压板）。
飞机制造中的材料设计与加工
飞机制造中的材料设计与加工一、引言随着人们对舒适、安全、经济和环保的需求不断升级，飞机制造的研发已经发展成了极度复杂的工程。
而材料设计与加工则是飞机制造中最为关键的技术之一。
本文将会从多个方面讲述飞机制造中的材料设计与加工。
二、材料的选择1.1 首要的基本要求作为飞机制造的核心材料，航空级铝合金、高温合金、复合材料等需要满足一系列的要求：1.强度高，承受载荷大：飞机无论飞行过程中还是在地面升降之时都会受到大量的载荷，而铝合金、高温合金、复合材料等都必须有足够的强度才能保证飞机的安全和稳定。
2.轻质优先，减轻机身重量：飞机的航空能力和性能与其重量有着密切的关系，因此，轻质材料的重要性也增加了。
3.耐久性好，难燃、耐腐蚀、抗疲劳和长期使用寿命长：由于飞机的使用过程是比较严苛的，所以材料需要具有耐久性好、难燃、耐腐蚀、抗疲劳等特点，能够承受长时间的服务寿命。
4.成本相对较低：飞机制造成本往往较高，因此需要选择成本相对较低的材料。
1.2 材料的分类飞机制造中材料可以大致分为以下几类：1. 航空级铝合金：航空级铝合金的强度、重量、成本和导电性能等面向均能满足飞机制造的基本要求，被广泛应用于飞机结构、机翼、机身等部位的制造。
2. 高温合金：高温合金能够在高温、高压、高速等复杂的工作环境下保持良好的综合性能，常用于制造高科技部件，如涡轮发动机涡轮叶片、燃烧室等。
3. 复合材料：复合材料在重量轻、强度高、导电性能强等方面均优于传统材料。
同时，由于其制造工艺复杂，成本相对较高，一般应用于航空领域中的特殊结构件。
三、材料设计在材料设计中，我们包括了材料的选择、合金元素的添加及其对合金物理性能、热力学性质和冷却性能的影响等内容。
这里，我们主要简单讲述添加合金元素对合金物理性能产生的影响。
3.1 添加合金元素在航空领域中，添加合金元素是材料设计中的非常重要的一个环节。
常见的合金元素有硼、硅、锰、铝、钛等。
添加不同的合金元素，可以使合金物理性能上有所不同。
飞机装配工装复合材料结构设计技术研究
飞机装配工装复合材料结构设计技术研究摘要：现阶段，随着飞机产品制造精度和装配质量要求的不断提升，飞机制造企业需要实现更高精度的产品装配，装配工装是飞机装配的基础，提高装配工装定位精度是实现产品高精度装配的重要保障。
关键词：飞机；装配工装；复合材料；结构设计引言飞机制造过程中需要采用多种成套工艺装备，工装的设计制造占用大量人力和财力。
飞机生产准备周期、工装制造成本占研制周期及研制成本相当大的比例。
现有的工装，特别是装配型架，占地面积大，制造周期长，使用复杂，导致整个飞机的生产周期长。
为减小装配过程中结构的变形并保证准确定位，飞机的装配工装一般采用刚性结构，一套工装只能用于一个对象的装配，因此，飞机生产过程中需要用到多套装配工装。
1关于飞机装配协调技术的研究与分析1.1协调要素、协调关系诸多不协调问题存在于飞机装配结构中，严重影响飞机性能。
造成飞机装配结构不协调的因素包括零件设计、零件加工、工装制造等。
新时期，为有效解决飞机装配中的不协调问题，将提升飞机制造进度作为重要研究课题，通过初步构建协调模型，建立总体的工艺设计方案，将协调内容、协调方法、协调依据纳入方案设计内，并将模型构建建立在产品设计的基础上，利用三维模型呈现飞机产品设计的尺寸和性质，从而体现整体的信息内容，飞机协调模型关系能够直观反映飞机的形状与尺寸，并结合飞机的装配结构，筛选出适合的组件、部件工艺装备，从而满足飞机装配零件中的控制标准。
1.2装配协调误差与系统开发在飞机装结构装配中协调模型容易出现零件加工误差，此类误差严重影响着协调模型关系。
零件加工主要控制零件的尺寸和零件形状，在飞机零件加工中，变形误差包括很多种，零件的薄壁零件会因为夹持、制孔、重力等因素产生变形的现象。
配合定位误差也是飞机结构装配中的误差因素，在零件定位时，装配零件、装配设备要尽可能地贴合实际，并减少零件的平移和转动，将误差控制在最小范围内。
重定位误差是在飞机结构中定位时产生的误差，基于零件的不同层次，其制造基准和定位之间存在一定的差异性，从而形成重定位误差。
飞机装配工装复合材料结构设计技术研究
飞机装配工装复合材料结构设计技术研究发布时间：2022-04-24T09:29:08.851Z 来源：《工程管理前沿》2022年1期作者：魏彬[导读] 复合材料具有较高的比强度和比模量、较好的疲劳强度、较低的比重量、较高的阻尼性能、较高的耐热性、魏彬陕西飞机制造有限责任公司723215摘要：复合材料具有较高的比强度和比模量、较好的疲劳强度、较低的比重量、较高的阻尼性能、较高的耐热性、简单的制造工艺和较高的工作安全性，非常适合飞机零部件的制造。
它们广泛应用于飞机制造领域，已经可以用于制造飞机的二级和主要部件，如桨、门、机翼箱和飞机外壳。
对于民用飞机，空中客车A380使用的复合材料总量占飞机总重量的27 %，波音787 50 %，空中客车A350也占52 %，国内大型客机C919也占总重量的12 %。
对于军用飞机来说f-22/36%的复合材料。
F-35使用，所用复合材料的数量已成为衡量飞机是否进步的重要因素。
关键词：飞机；装配工装；复合材料；结构设计技术引言近年来，随着飞机产品制造精度和装配质量要求的不断提高，飞机制造企业需要实现更高精度的产品装配。
装配工装是飞机装配的基础，提高装配工装的定位精度是实现高精度产品装配的重要保证。
1飞机复合材料特性随着时间的推移，复合材料越来越多地应用于飞机结构部件中。
复合材料的外观不仅能平衡单个材料的某些弱点，而且还能获得单个材料不具备的优越特性。
复合材料具有较高的比刚度和强度、较强的疲劳强度和阻尼、结构和材料的强设计性以及简单的积分形式等特点。
现代飞机通常具有长寿、结构轻便、可靠性高等要求，因此复合材料的性能要求越来越高。
其特性如下:(1)高比强度和比刚度是测量飞机材料承载能力的重要指标。
值越大，此材料的重量越轻，相对强度和刚度越高。
当拉伸强度相等时，先进复合材料的密度小于钛合金密度的1/3。
复合材料在飞机上的应用将间接降低飞机的重量，扩大射程，降低运营成本。
(2)良好的抗疲劳性能飞机在滚动、起落过程中承受着不断变化的循环载荷，材料承受此类疲劳载荷的能力反映了材料的抗疲劳性能。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
轻型飞机复合材料结构件工装的设计与制造Design and Manufacture of Tools for Composite Structures in Light Aircraft
南京航空航天大学昌河飞机制造公司张晖武厚忠
[摘要]探讨了轻型飞机复合材料结构件制造工装的设计与制造技术;论述了传统工艺的利与弊;介绍了全金属结构工装制造的几种方法。
关键词:飞机制造复合材料结构件
工装的设计与制造
[ABSTRACT]The design and manufacture method for tools used for composite structures in light air-crafts are studied.The advantages and disadvantages of traditional technology are discussed and several methods for manufacturing full metal tools are introduced.
Keywords:Aircraft manufacturing Composite structures Design and manufacture of tools
飞行器的复合材料结构件由于具有高比强度、高比刚度、良好的抗疲劳特性、抗腐蚀性、重量轻、可探测性低、隐身性好等一系列优点而被越来越多地采用。
尤其在轻型飞机、直升机结构中的应用更为广泛。
例如,在某些飞行器结构中,复合材料结构件的比重已经占到80%以上。
无数实践证明,采用复合材料结构件最重要的条件是设计、工艺、材料3方面紧密配合和相互促进。
其中,用于制造复合材料结构件的工艺装备设计制造的如何将严重影响到产品质量。
本文根据多年实践经验,对轻型飞机复合材料结构件生产所用工装的设计和制造问题进行了探讨。
1传统的工艺方法
飞机复合材料结构件的主要优点之一是容易成型形状复杂的构件。
不但组成构件的零件数量少,而且大大提高了结构的整体性。
采用复合材料结构件可获得比常规金属构件减重20%~30%的显著效果。
但要保证这一点,就必须设计制造一套具有复杂形状的成型工装。
传统的工艺方法是根据模线样板制造全木制样模,然后根据样模翻制成型模。
成型模的表面采用5~8mm厚的玻璃钢铺层,底座为焊接构架。
例如,AD 系列轻型飞机的成型工装就是采用这种方法制造的(图1)。
图1AD100轻型飞机机翼样模和成型模Fig.1Master model and forming die for the wing
of Model AD100light aircraft
其优点是:工装设计制造简单,生产周期短,制造成本低。
缺点是:工装制造精度低,使用过程中受温度、湿度变化影响大,容易变形,工装无法复制和检修。
对于飞行速度低,外形要求不高,产量少,采用常温固化复合材料结构件的飞机,选用这种方法是可行的。
2传统工艺的改进方案
针对飞行速度快,外形精度要求高,具有一定生产批量的飞行器,我们在传统工艺的基础上,对复合材料结构件成型工装的设计与制造做了以下改进。
首先,采用金属、木材及环氧材料相混合的结构制造标准模型(图2)。
模型的主要控制切面为数控线切割加工的切面样板,中间镶拼木料,木料上面的型面部分为10mm厚的环氧层。
标准模型底座是表面经过加工的金属底座。
成型模采用金属和复合材料相结合的结构。
采用表面经过加工的铸造金属网状底座,表面层采用含有增强纤维的复合材料,增加了卡板、定位器、压紧器等辅助设施,提高了成型工装的整体刚度,
新工艺#新技术#新设备
降低了变形程度,
保证了成型工装的制造精度。
图2 某型无人机机翼标准模型和成型模Fig.2 Master model and forming die for
the wing of drone aircraft 采用改进方案后,根据数学模型切面数据直接加工的切面样板成为控制切面的制造依据,飞机模线已不再作为工艺装备制造中的原始依据。
与旧的传统工艺相比,改进的方案提高了产品制造精度,可以对工装进行复制和检修,在我们研制的某型无人机生产中取得了较好的效果。
3 全金属成型工装
近年来,随着各种高性能复合材料的推广应用,生产过程中普遍采用真空袋、热压罐加热加压,不但要求成型温度高、成型压力大,而且对复合材料结构件在生产中的加热和冷却随时间变化的过程需要严格控制。
传统木制或由其他导热较差的非金属材料塑造方法制造的工装已无法满足工艺要求,不但成型模表面不耐高温,而且由于热膨胀系数不同,使得塑造层和金属结构之间容易开裂和脱落。
对一些高强度、高刚度纤维复合材料或透波率要求高的先进复合材料结构件成型过程,采用金属制造成型工装是可供选择的方案之一。
目前,国内外制造全金属成型工装最典型的方法是一体化技术的应用。
采用CAD/CAM 技术加工工装的型面,数据来源于飞机外形数学模型。
用钢或铝制造的模具导热性好,精度高,便于复制。
但这些方法需要大型的数控加工设备,模具笨重,制造成本上升。
近年来,随着先进树脂基复合材料应用的日益增多,努力降低复合材料构件使用成本已成为一种新的发展趋势。
由于降低树脂及纤维增强材料成本的浮动范围不大[1],所以,在复合材料结构件的设计制造上努力降低成本已成为人们追求的目标。
以下介绍在飞机复合材料结构件制造中采用的一种带有曲面外形、低成本的轻便工装(图3)。
这类工装同样采用一体化系统提供外形数据,由数控线切割机床或数控铣床加工带有切面外形的格板,由若干块格板组合成支撑面板的立体骨架,格板间用空心管状型材连接,并与各块格板一起组成一个稳定的单元。
为降低成本,用于组装格板的基座可以设计成通用的。
在通用基座上也可置有与工装格板上的孔相配的基准孔,用于装配各种长
度尺寸的工装。
图3 新型工装的制造过程
Fig.3 Manufacturing process of ne w type tools
(下转第58页)
新工艺#新技术#新设备
图纸上导梭齿的尺寸公差规定为?0.03mm。
对于尺寸17.055mm,在17.085~17.025mm之间都应视为符合要求,故量规公差的确定应建立在此基础上。
为保证量规检测的准确可靠,又兼顾其制造精度,并考虑到通规在使用中的磨损情况,通规定为17.055-0.022
-0.026,止规定为17.055+0.030
+0.026,公差带为0.004 mm,角度45b取45b?2c,以保证尺寸17.055mm的准确性。
(3)形状公差。
导梭齿量规不但有尺寸公差的要求,在A,B,C3个面上还有形状公差平面度的要求。
与普通检验孔径的量规不同(普通的孔径量规没有形状公差),导梭齿量规因要插入导梭齿中达75mm之深,故3个面一定要有平面度要求,才能保证量规能检测到每组齿的位置是否准确,确保检测的准确性。
在确定平面度时,还要考虑尺寸公差与形状公差的相关影响。
经过多方面考虑,取平面度为0.004mm是较合理的。
(4)材质。
导梭齿量规的材质定为T12A,经热处理后硬度为HRC60~64。
这充分考虑了量规在使用中的磨损情况,以延长其使用寿命。
3结束语
导梭齿量规的设计成功标志着洪都航空集团南飞纺机公司在导梭齿的检测方面有了新的突破,为今后导梭齿的制造提供了检测依据。
此外,量规还可用于单片热处理后的校形检查。
量规现已制造出来,经使用取得了满意的效果。
同时,还设计了前梭齿外形检验样板,这些都有利于导梭齿的研制开发,对推动片梭织机国产化有着积极的意义。
(责编小目)(上接第48页)
对于单曲度的面板一般用薄铝板或钢板滚压成形,然后采用胶接或焊接方法与骨架连为整体,见图3 (a)。
对于双曲度的工装,可加工一个曲面拉伸成型模胎,然后用它拉伸工装面板。
将面板胶接或焊接在构架上,最后将通用的、很重的基座移去,剩下的构架和已经胶(或焊)接上的面板一起构成一个完整的夹具。
再将结构装配中所需的一组外围轮廓定位器装上,成型工装就完成了,见图3(b)。
目前,国内外在低成本工装的设计制造上进行了很多探索,并已成功地运用到飞机制造中。
例如,在连接方式上充分考虑到温度补偿等等。
4结束语
今天,人们已经越来越认识到复合材料结构件成型过程中工装的重要性。
随着材料科学的发展,新型复合材料层出不穷,如何提高制造工艺水平,设计更合理的成型工装,充分体现材料的性能指标,降低成本,扩大应用领域,已成为我们努力的方向。
参考文献
1陈祥宝.先进树脂基复合材料.航空制造工程,1998 (3):3~7
2陈绍杰.第11届世界复合材料会议见闻.航空制造工程,1998(3):11~12
35航空制造工程手册6总编委会.航空制造工程手册#非金属结构件工艺.北京:航空工业出版社,1993
(责编根山)
技术改造#技术革新。