先进复合材料结构飞机机械连接技术现状及发展方向
复合材料胶结技术
复合材料胶接技术的发展与应用我国低空领域的开放，为民用飞机提供了很大的发展空间，而研制新型高性能民用飞机也离不开复合材料和结构胶粘剂的使用，因此研制高性能耐久结构胶粘剂也是一种新的挑战。
本着“为减轻每一克质量而奋斗”的理念，越来越多的高性能轻质材料（复合材料）应用在飞机结构中，而胶粘剂也因为其结构轻、连接效率高等优点现在逐渐成为飞机设计制造中不可或缺的部分。
与各向同性的金属材料相比，各向异性的复合材料经过切割或机械加工时会受到严重损伤和弱化，其层间剪切变得更敏感。
因此，胶接比机械连接更广泛地应用于先进复合材料的连接设计中，特别对于单向的复合材料，不允许出现应力集中的现象，胶接为高载荷提供了有效方法。
在高性能的航空复合材料制件的制造过程中，复合材料预固化后对制件进行胶接装配通常是必要的，通常采用热固性胶膜对这些基材进行二次胶接。
复合材料修补通常也可属于胶接范围。
还有未固化的预浸料蒙皮采用胶膜与各种各样的蜂窝进行胶接，即共固化胶接。
结构胶粘剂1 结构胶粘剂的概念结构胶粘剂（简称结构胶），按ASTM的定义是能在预定时间内，在使用环境中能承受相当的力，并具有与被粘物相匹配的强度和耐久的使用寿命。
结构胶粘剂一般以热固性树脂为基料，以热塑性树脂或弹性体为增韧剂，配以固化剂等组成，有的还加有填料、溶剂、稀释剂、偶连剂、固化促进剂、抑制腐蚀剂和抗热氧化剂等。
结构胶粘剂的特点在于不论用于什么粘接部位，均能承受一定的应力，并具有较好的不均匀扯离强度和疲劳强度。
胶粘剂的粘接强度主要取决于胶粘剂本身的内聚力及胶粘剂与被粘接材料之间的粘附力。
2 结构胶粘剂的种类结构胶粘剂的品种繁多，从不同角度对胶粘剂有不同的分类。
胶粘剂可按形态分为膜状、带状、液状、糊状等；可按固化温度分为中温固化结构胶、高温固化结构胶和室温固化结构胶；也可按化学成分分为改性环氧、改性酚醛、聚酰氩胺等；还可按使用特性分为板- 板胶、面板胶、芯条胶、发泡胶等。
机械设计中的材料发展与应用研究
机械设计中的材料发展与应用研究近年来，随着科学技术的不断进步和人们对高效、可持续发展的需求增加，机械设计中的材料发展与应用研究变得日益重要。
材料作为机械设计的基础，直接影响着产品的性能和可靠性。
在这篇文章中，我们将探讨机械设计中材料发展的几个重要领域。
1. 先进复合材料的应用先进复合材料是目前机械设计中的热点之一。
与传统材料相比，先进复合材料具有高强度、轻质、耐腐蚀等特点，被广泛应用于飞机、航天器、汽车等领域。
例如，碳纤维增强塑料（CFRP）作为一种常见的先进复合材料，其强度比钢材还要高，却只有它的1/4重量。
这意味着使用CFRP可以显著降低整车重量，从而提高燃油效率和减少碳排放。
因此，先进复合材料的应用研究具有重要的意义。
2. 高温合金的研发与应用在高温环境下，传统材料容易受到热膨胀、热疲劳等问题的影响，从而降低机械设备的可靠性和寿命。
为了应对这一挑战，高温合金的研发与应用成为一项重要任务。
高温合金具有良好的高温强度和耐腐蚀性能，被广泛用于航空、航天、能源等领域。
例如，涡轮发动机的关键部件通常采用镍基高温合金，能够在极端的高温环境下保持稳定的性能。
3. 纳米材料的发展与应用纳米材料作为一种新兴的材料，具有独特的物理、化学和力学性质。
由于纳米材料的颗粒尺寸在1-100纳米范围内，颗粒间的相互作用较大，导致材料的性能具有显著差异。
因此，纳米材料在机械设计中的应用研究备受关注。
例如，氧化锌纳米颗粒可以用于制备纳米传感器，具有高灵敏度和快速响应的优势。
此外，纳米银也被广泛应用于制备导电胶粘剂和导电墨水，用于电子元件的可靠连接和导电。
4. 可再生材料的开发与利用随着环境保护和可持续发展的重要性日益增加，可再生材料的开发与利用成为机械设计中的重要课题。
可再生材料是指能够自然循环、可替代传统能源的材料，如生物质材料、再生塑料等。
这些材料具有可降解性、低碳排放等优点，能够减少对有限资源的依赖。
例如，生物质材料可以用于制备生物降解塑料，用于替代传统塑料，减少对化石燃料的需求。
航空复合材料的分类，工艺技术以及在航空领域的应用情况研究
航空复合材料的分类，工艺技术以及在航空领域的应用情况研究近几十年来，随着复合材料技术的进步，复合材料因在航空领域的广泛应用，继铝、钢、钛等金属材料之后成为四大航空基本结构材料之一。
用复合材料去带取代传统的机械金属结构能够减轻20%~30%的结构重量，减低飞机制造成本。
本文通过研究了航空复合材料的分类、制造航空复合材料的工艺技术、复合材料在航空领域的应用情况等角度分析航空复合材料的性能特点在飞机上的应用，复合材料的制备技术对航空结构的影响、航空复合材料在飞机上的应用发展情况。
关键词：航空；复合材料；航空运用；研究一、航空复合材料1.1树脂基复合材料树脂基复合材料，具有良好的化学稳定性、超高韧性和高耐热性；碳纤维是一种基于有机聚合物的纤维增强材料，具有质量轻、强度高、韧性强、机械性能优良等优点，是一种能够灵活设计结构的理想材料。
1.2陶瓷基复合材料陶瓷基复合材料是一种耐热结构复合材料，具有高强度、比重大、体积小、抗氧化、耐高温性能好、热膨胀系数低、抗腐蚀能力强，其缺点是受力易产生裂纹，脆性大[1]。
通过采用高强度、高弹性的纤维和基体复合，得到有优良韧性的纤维增强陶瓷基复合材料能够解决应力状态下会产生裂纹的问题。
硼化物陶瓷基复合材料具有优异的性能，如熔点高、硬度高、导热率高等，广泛应用在超高温的发动机部位，美国空军将其应用在液体火箭发动机高温静止部件上[2]。
二、航空复合材料技术随着飞行器向更高、更快、智能化、无人化、低成本化演变，航空复合材料技术研究的目标是扩大复合材料在航空结构中的应用范围，以尽可能低的使用成本生产高性能的航空零部件。
复合材料制造技术的不断突破和性能不断提高在解决复合材料过高的制造成本起着重要作用，这是目前复合材料在应用上的一个大难题。
复合材料的制造技术分为以下几种。
2.1零件成形技术（1）树脂传递模塑成型技术（RTM）自上世纪90年代之后，已经开发了应用于高强度主承力结构技术的低成本制造技术，如今已应用在F-35战斗机的垂尾上。
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。
复合材料制作飞机机翼工艺
复合材料制作飞机机翼工艺复合材料制作飞机机翼是现代航空制造中的重要工艺。
复合材料通常由纤维增强树脂或金属基体组成，具有高强度、轻质和耐腐蚀等优点，因此在飞机制造中得到广泛应用。
下面我将从几个方面介绍复合材料制作飞机机翼的工艺。
首先，复合材料制作飞机机翼的工艺包括材料选择和预制。
在材料选择方面，通常会选用碳纤维、玻璃纤维或者芳纶纤维等作为增强材料，再配以环氧树脂、酚醛树脂或者聚酰亚胺等作为基体树脂。
这些材料需要经过精确的配比和预处理，以确保制成的复合材料具有理想的性能。
在预制阶段，通常会采用手工层叠或自动化纺织工艺，将纤维与树脂浸渍后叠压成型，形成所需的复合材料构件。
其次，复合材料制作飞机机翼的工艺还包括模具制作和成型。
模具是制作复合材料构件的关键工具，通常采用金属或者复合材料制成。
在成型过程中，预制的复合材料会被放置在模具中，并经过加热和压力处理，使其固化成型。
成型工艺通常包括热压成型、自动纺织成型、注塑成型等多种方法，以满足不同形状和尺寸的机翼构件需求。
另外，复合材料制作飞机机翼的工艺还涉及到后续加工和连接。
制作好的复合材料构件需要进行表面处理、修整和加工，以满足飞机机翼的设计要求。
同时，这些构件还需要与其他部件进行连接，通常采用粘接、螺栓连接或者机械连接等方式，确保机翼的整体性能和稳定性。
总的来说，复合材料制作飞机机翼的工艺涉及材料选择、预制、模具制作、成型、后续加工和连接等多个环节。
这些工艺需要严格控制每个环节的质量和工艺参数，以确保最终制成的飞机机翼具有优良的性能和可靠的质量。
同时，随着航空制造技术的不断进步，复合材料制作飞机机翼的工艺也在不断创新和改进，以满足飞机制造的需求并提升飞行器的性能和安全性。
关于复合材料结构用紧固件及机械连接技术探讨
关于复合材料结构用紧固件及机械连接技术探讨摘要：本文对复合材料结构用紧固件类型分析，并对复合材料机械连接技术应用要点加以阐述，希望能为提升连接接头质量提供有效建议。
关键词：复合材料；紧固件；机械连接技术引言：因复合材料性能优势，被大量投入在飞机零部件装配中，因复合材料结构特殊性，也极易促使复合材料结构在运用过程中出现诸多影响连接接头质量的问题。
在明确各类型复合材料结构用紧固件性能前提下，如何有效应用机械连接技术，是目前各相关人员需要考虑的问题。
1.复合材料结构用紧固件类型分析1.1铆接类紧固件出于对复合材料结构抗冲击能力较差综合考虑，在利用铆接工艺紧固件干部时，需要特别注意因膨胀作用而导致孔边出现分层问题，难以确保接头质量。
就铆接工艺而言，手工铆接工艺对一致性紧固件夹紧力矩的获取相对较难，因此，当规格超出4mm,一般情况下，将选择可控拧紧力矩的紧固件，相较于安装其他类型紧固件，铆钉安装操作简单，且质量又轻，被广泛应用于规格4mm以下的铆钉连接场合中。
例如，A286铆钉、钛铌铆钉以及双金属铆钉等是飞机复合材料结构中常常运用到的铆钉，其中F-14战斗机复合材料尾翼装配中大量A286铆钉投入使用；钛铌铆钉被运用于现下复合材料壁板件装配上，碍于复合材料板壁较薄，通过采用钛铌铆钉对其进行铆接，在一定程度上能够确保接头质量，在具体操作过程中，需要将垫圈加设在铆接形成头部位，避免孔壁分层问题出现；钛合金结构与复合材料承剪结构有专用紧固件，即双金属铆钉，由于杆部强度较高，且尾部可塑性佳，将抗剪型钛高锁螺栓进行替代，在铆接过程中，钉杆和钉尾所形成的交界面应在最大夹层内部[1]。
1.2螺栓类紧固件钛合金螺栓/自锁螺母、钛合金高锁螺栓/高锁螺母、艾迪2型螺栓紧固系统等主要使用在复合材料结构开敞部位，在具体安装操作时，为防止连接后的复合材料自身承载能力降低，作业人员需要对力矩加以控制，可有效规避此方面问题发生。
复合材料结构中安装钛合金螺栓/自锁螺母时，鉴于复合材料钉载分配能力低，为科学有效控制力矩，可采用限力矩扳手来辅助安装，既能获得一致性的安装力矩，又能最大程度上规避因不一致力矩而造成复合材料结构性能降低问题出现。
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。
异种材料先进连接技术及在航空航天发动机中的应用
异种材料先进连接技术及在航空航天发动机中的应用引言航空航天工业的发展一直处于技术创新和发展的前沿。
随着技术的不断进步，航空航天发动机的设计和制造也在不断更新换代。
先进的材料和连接技术在航空航天发动机中的应用越来越普遍，它们不仅可以提高发动机的性能和可靠性，也可以降低发动机的重量和成本。
本文将重点介绍异种材料先进连接技术的最新发展及其在航空航天发动机中的应用。
一、异种材料先进连接技术概述1.1 异种材料连接技术的发展历程异种材料连接技术是指将不同种类的材料通过连接设备、连接件或连接工艺进行组合，在实现功能联合的同时实现材料连接的技术。
随着航空航天技术的发展，对材料连接技术的要求也不断提高。
传统的连接技术已经无法满足发动机的性能和可靠性要求，因此异种材料连接技术应运而生。
异种材料连接技术的发展历程可以分为以下几个阶段：早期的手工焊接和黏接、自动化焊接和黏接、机械连接技术、化学连接技术和结构胶连接技术。
每一种连接技术都有其特定的应用领域和优势，但也存在一定的局限性。
近年来，随着先进材料的发展和制造技术的进步，异种材料连接技术也在不断创新和完善，为航空航天发动机的设计和制造提供了更多的选择和可能性。
1.2 异种材料连接技术的分类根据连接材料的性质和使用条件的不同，异种材料连接技术可以分为以下几类：焊接技术、黏接技术、机械连接技术、化学连接技术和结构胶连接技术。
每一种连接技术都有其独特的优势和适用范围，可以根据实际的应用需求和条件进行选择。
1.3 异种材料连接技术的研究热点目前，异种材料连接技术的研究热点主要包括以下几个方面：高温高压环境下的连接技术、复合材料的连接技术、新型材料的连接技术、数字化设计和制造技术在连接工艺中的应用。
这些研究方向将为航空航天发动机中的异种材料连接技术提供更多的创新和突破契机。
二、异种材料连接技术在航空航天发动机中的应用2.1 轴承系统的连接技术发动机的轴承系统是发动机的重要组成部分，直接影响着发动机的运转性能和寿命。
客机复合材料APU舱门结构设计及分析
客机复合材料APU舱门结构设计及分析摘要：按照结构布局、适航要求及APu门载荷水平，对复合材料APu舱门结构进行设计研究。
为满足防火要求和闪电防护要求，选择先进碳纤维复合材料和泡沫芯材，设计了一种复合材料夹层结构。
利用有限元模型对夹层结构在气动载荷和风载作用下进行应力和位移分析，得到应变云图和变形云图，分析说明该夹层结构设计满足设计要求。
关键词：APU舱门；结构设计；复合材料；夹层结构随着航空科掣技术曲不断进步．新材科飞速发展．其中尤以先进复合材料的发展最为突出。
先进复合材辩主要包括较高强度和横量的玻璃纤堆、碳纤维、芳纶纤维等增强的复台材抖，耐高温的纤雏增强陶瓷基复台材科、隐身复合材料、梯度功能复台材料等。
一、国内外复合材料发展现状与趋势过去一个世纪，航空用复合材料经历了很大的发展变化。
2O世纪60年代以硼、环氧为代表，先进复合材料问世，源于军机结构减重需求。
此后，碳纤维成为主要增强纤维，民机着重研究了与安全性、可靠性、经济性相关的复合材料性能和设计、工艺技术。
日本东丽公司00碳纤维（基准型碳纤维）达到波音公司碳纤维材料规范BMS9—8要求。
T300／环氧（采用未改进胺类固化剂）复合材料符合波音公司复合材料预浸料标准BMS8—256要求（含复合材料性能指标要求），为民机结构用第1代复合材料，用于操纵面和尾翼结构。
波音公司提出了新的复合材料预浸料标准BMS8—276，概述了主承力结构复合材料性能目标。
波音公司提出改进碳纤维性能，要求碳纤维拉伸弹性模量提高30％、拉伸强度提高50％，同时，开发高抗分层能力的韧性树脂基体，欲将复合材料结构设计许用应变由第1代复合材料的0．13～0．14％提高到0．16～0．18％，以使新一代复合材料适合民机主承力结构应用。
NASA发布RP1142碳纤维／热固型韧性树脂复合材料标准规范。
中模量、高强度型碳纤维T800达到波音公司碳纤维材料标准BMS9217要求，并与同期研发的180~C固化韧性环氧树脂构成的复合材料（如T800H／3900—2）达到波音公司材料标准BMS8—276要求。
飞机设计的现状与发展趋势研究
飞机设计的现状与发展趋势研究一、绪论随着航空产业的迅猛发展，飞机设计也进入了一个高速发展的阶段。
如何实现更高的安全性、更高的经济性、更低的能耗以及更加舒适的乘坐体验，是飞机设计所面临的挑战。
本文将从飞机设计的现状和未来发展趋势两个方面进行研究，以期为飞机设计提供更为科学的指导。
二、飞机设计现状分析1. 结构设计目前，飞机结构设计已经从传统的加强肋骨设计发展到针对塑料材料的桁架设计和碳纤维复合材料设计。
这种结构设计模式不仅能够降低飞机的重量，也能使其更加牢固，提高安全性。
但是，为了保证飞机在高度和低温环境下的运行安全，结构设计必须充分考虑材料的强度和耐候性。
2. 升降舵设计在传统设计中，升降舵是由螺旋桨拨拉机械连接，通过连接机构进行运动。
在现代飞机设计中，升降舵通常与机翼一体化设计，利用舵面的形变来生成提升力和俯仰力。
这种设计不仅能够增加飞机的机动性，并且还能减轻质量，提高效率。
3. 燃油管理系统设计为了提高飞机的经济性和能量效率，燃油管理系统必须设计得更加精细和高效。
目前，燃油管理系统已经在飞机设计中得到广泛应用。
系统不仅可以准确地计算油耗，还可以自动调节油泵的油流量和压力，以适应高速飞行和低速滑行等不同的工作状态。
4. 操纵系统设计目前大部分飞机的操纵系统通常采用一种液压助力系统，飞行员使用操纵杆来控制飞机的活动。
随着技术的发展，电子控制系统的发展也被广泛应用于飞机设计。
通过电子控制系统，操纵操作可以实现更加精确、快速和安全的控制。
三、发展趋势分析1. 新材料的应用目前，新材料的应用已经成为飞机设计的主流趋势。
特别是一些先进材料，如碳纤维复合材料、铝合金和钛合金等，具有更高的强度和轻质化特点，能够有效降低飞机的重量，进而提高飞机的经济性和能源效率。
2. 自主驾驶技术的应用自主驾驶技术的发展正在成为未来飞机设计的重要趋势之一，因为它可以有效提高飞行安全性、降低事故率和提高效率。
通过引入先进的传感器和控制系统，飞机可以实现自动驾驶、自主预警、自主调节等多项功能，能够更加平稳、安全地飞行。
航空复合材料整体成型技术应用现状与分析
航空复合材料整体成型技术应用现状与分析作者：周长庚，荀国立，邱启艳，袁超来源：《新材料产业》 2016年第5期文/ 周长庚荀国立邱启艳袁超中航复合材料有限责任公司复合材料由于具有高比强度、高比刚度、性能可设计、抗疲劳性和耐腐蚀性好等优点，因此越来越广泛地应用于各类航空飞行器,大大地促进了飞行器的轻量化、高性能化、结构功能一体化。
复合材料的应用部位已由非承力部件及次承力部件发展到主承力部件，并向大型化、整体化方向发展，先进复合材料的用量已成为航空器先进性的重要标志[1，2]。
复合材料整体成型是指采用复合材料的共固化（C o - c u r i n g）、共胶接（C o -b o n d i n g）、二次胶接（S e c o n d a r yb o n d i n g）或液体成型等技术和手段，大量减少零件和紧固件数目，从而实现复合材料结构从设计到制造一体化成型的相关技术。
在复合材料结构的设计和制造过程中，将几十甚至上百个零件减少到一个或几个零件，减少分段、减少对接、节省装配时间，可大幅度地减轻结构质量，并降低结构成本，而且充分利用了固化前复合材料灵活性的特点[3-4]。
国内外航空领域广泛地采用整体成型复合材料主构件，如诺·格公司的B2轰炸机、波音（Boeing）公司的787飞机和洛马公司的F35战斗机均在机身和机翼部件中大量运用整体成型复合材料，整体成型结构已经成为挖掘复合材料结构效率，实现复合材料功能结构一体化以及降低复合材料制造成本的大方向[5]。
一、复合材料整体成型技术的优点复合材料构件逐渐向整体化和大型化的结构发展成为必然趋势，复合材料整体成型技术具有诸多优点，对于扩大复合材料在航空领域的应用具有深远的意义。
1. 降低复合材料构件的制造成本由于整体化成型技术将诸多零件通过共胶接、共固化、二次胶接等方式整合成一个或几个零件，减少了结构的分段和对接从而大幅度地减少结构质量。
由于复合材料的成本最后是以单位质量进行计量，因此减轻质量一定会带来成本降低的直接效应。
面向现代飞机装配的长寿命机械连接技术
面向现代飞机装配的长寿命机械连接技术尽管各种新型连接技术（如变形连接，胶接等）在飞机制造中不断被采用，但机械连接仍是现代飞机制造的主要连接形式，约占飞机结构连接的70%以上，且主要采用铆接和螺接形式。
Long-Life Mechanical Connecting Technology for Modern Aircaft Assembly飞机装配是根据尺寸协调原则，将飞机零组件按照设计进行组合、连接，形成更高一级的装配件或整机的过程。
在飞机制造业中，机械连接技术是一项量大、面广的航空制造基础技术。
尽管各种新型连接技术（如变形连接，胶接等）在飞机制造中不断被采用[1]，但机械连接仍是现代飞机制造的主要连接形式，约占飞机结构连接的70%以上，且主要采用铆接和螺接形式。
飞机寿命即是从投入使用开始，在经过中修或大修后恢复使用，直到由于造成产品破坏的原因不可能再予以排除，使得产品必须终止使用的这段时间[2]。
据统计，在飞机的全部安全故障总数中，机体损伤的故障数量约占12%～30%，因此可以认为飞机机体的寿命决定了飞机的总寿命，而其中疲劳破坏是飞机机体损伤的基本原因。
据统计，多达75%～80%的疲劳破坏发生在机体连接部位，因此研究长寿命连接技术在现代飞机制造中的应用变得更加重要。
当代飞机制造技术的发展，对飞机结构疲劳寿命、密封、防腐的要求越来越高，为了满足现代飞机对各种性能的严格要求，航空制造领域发展了各种先进连接技术，如自动钻铆技术、电磁铆接技术、机器人钻铆技术、干涉连接技术、难加工材料连接技术等。
自动铆接技术自20世纪50年代始，美国、德国等国家就发展了一系列飞机装配生产线上应用的自动钻铆机（如图1所示）[3]。
国内外几十年的应用证明，采用自动钻铆设备，装配效率可比传统的手工铆接提高7倍以上，并能节约安装成本、改善劳动条件、保证装配质量、减少人为造成的缺陷。
现在世界各航空工业发达国家都已广泛采用这项技术，如波音767机身的机铆率为97%[4]。
飞机复合材料结构装配连接技术
飞机复合材料结构装配连接技术发表时间：2020-11-20T13:08:44.050Z 来源：《科学与技术》2020年7月20期作者：白海堃[导读] 近年来，我国的飞机行业发展迅速，采用先进复合材料生产飞机结构构件，白海堃航空工业哈飞复合材料厂，黑龙江哈尔滨 150066摘要：近年来，我国的飞机行业发展迅速，采用先进复合材料生产飞机结构构件，会形成一定的工艺分离面和设计面，产生连接件，需要采用飞机机械连接技术来进行连接。
本文对先进复合材料结构飞机机械连接技术的现状进行分析，并分析了其未来的发展方向，旨在与同行进行交流。
关键词：飞机复合材料；结构装配；连接技术引言先进复合材料自20世纪70年代就以比重小、强度高、疲劳性能好等优点在飞机中得到应用，大型客机大量采用先进复合材料结构已经成为航空领域发展的重要态势。
随着先进复合材料在新机结构上应用比例的大幅度提高，更多的复材装配协调与应力控制的问题因此产生，复材构件装配协调与应力控制技术已成为我国飞机制造的关键技术之一。
在总结先进复合材料装配协调技术研究现状的基础上，分析了飞机先进复合材料装配协调、应力控制技术的发展趋势，以对我国飞机先进复合材料装配协调理论与技术提供借鉴。
1飞机装配工作内容飞机装配工作严格遵守装配过程的尺寸型号以及协调章程，在整个飞机装配的过程中，会将数以百计的工艺设备零部件根据工艺要求以及设计技术要求进行组合和镶嵌，完成整个飞机零部件和设备的装配和整机流程，达到组装飞机的目的。
在飞机装配中涉及到的零件数目多且尺寸各不相同，每一个零件和形状和连接部件数量多且精度要求高，对安装的准确度和完整性也严格要求，因此落实飞机装配工作需要耗费大量的人力物力以及财力。
在传统的飞机装配过程中单纯依靠某个零件的尺寸加工以及零件精确度是很难完成组装工作的。
随着飞机装配工作的进步，装配工作逐渐从原来的传统装配工艺变成柔性装配工艺，利用柔性装配能很好地满足飞机装配过程中零件的镶嵌以及设备的组装，替代以往传统装配的周期长成本高的缺点，显著提升了飞机装配的工作质量以及工作效率。
A380飞机结构的先进材料和工艺
A380飞机结构的先进材料和工艺DA380是空中客车第一次大范围在大型民用运输机上应用复合材料的飞机。
在空中客车公司，A310是第一次在襟翼盒上应用复合材料的飞机；A320是投产的第一架全复合材料尾翼飞机；A340飞机的机翼的13%重量是复合材料；而A340/500-600则采用了碳纤维增强塑料龙骨梁。
而A380飞机是空中客车第一次将碳纤维增强塑料（CFRP）应用于中央翼盒的飞机，这种结构与铝合金相比减重1.5吨。
A380上的中央翼盒重8.8吨，其中5.3吨是复合材料。
面临的主要问题是翼根的连接和零件的厚度，复合材料零件的厚度能够达到45mm。
但是有生产A340/500-600则采用了碳纤维增强塑料龙骨梁（16m长，23mm厚，每根梁承载450吨）的经验。
另外在A340-600飞机上还有襟翼翼盒、方向舵以及水平安定面和升降舵的整体复合材料设计经验。
A380飞机的CFRP水平尾翼与A310飞机的悬壁式机翼相近，而在中央翼盒上采用了合理的自动铺带技术。
此外，上地板梁和后压力隔框也采用了CFRP材料。
这些零件的第一个采用了挤压成形工艺，第二个试用了树脂模浸渍工艺和自动纤维铺放技术，最后由于形状的原因，最后选择了树脂模浸渍工艺。
在后机身非承压部位由于是双曲度壁板，所以采用了自动化纤维铺放技术生产蒙皮壁板，高载荷承力框则采用高强铝合金加工，而承载较小的框则采用RTM制造工艺。
A380机翼固定前缘为热塑性复合材料，能够减重并节约成本。
这项技术已经在A340-600飞机上验证，改善了损伤容限和可检测性，进一步的应用还在研究中，例如应用于机身的次承力支架系统。
机翼后缘移动面采用了CFRP，并在难以用一般技术获得的成形零件上采用了RTM技术，如移动面的铰链和翼肋零件。
内侧襟翼与增升装置容易受到外来物的损伤，但考虑到减重问题，金属结构设计在这方面并不优于复合材料设计。
因此，在A380飞机的襟翼跟踪梁的设计中采用了金属与复合材料的混合结构，在横向壁板和次承力翼肋处用CFRP代替了铝合金。
先进结构技术在民机机身结构上的应用前景
科技视界Science &Technology VisionScience &Technology Vision 科技视界20世纪以来,民用飞机机体结构的研制水平取得了飞跃性的发展,随着新技术、新材料和新工艺的应用,民用飞机的经济性、舒适性得到了极大的提升。
对于民用飞机机身结构,国外研制的民机在新型铝合金材料的应用、金属胶接连接以及复合材料在机身主承力结构上大面积应用方面取得巨大的进展。
本文就以上新技术在机身主结构上的应用前景进行分析和论证,为国内民用飞机机身结构的研制提供一定的参考。
1新型铝合金材料在机身结构上的应用金属结构飞机机体经过多年的发展已经十分成熟,铝合金在飞机机体材料方面一直处于主导地位。
2024和7075铝合金是广泛应用于飞机机体结构的两种铝合金。
2024是Al-Cu-Mg 系铝合金,具有优良的压力加工和机械加工性能,疲劳强度性能好,该合金薄板、厚板和型材已广泛地用于制造飞机的蒙皮等主要承力件;7075是Al -Zn-Mg-Cu 系铝合金,该合金强度高,抗应力腐蚀性能好,广泛应用于制造飞机的长桁、隔框等结构件。
能源危机的爆发以来,飞机结构轻量化以及复合材料的兴起给传统铝合金带来新的挑战,低密度、比强度高得新型铝合金材料的应用变得十分迫切。
铝锂合金具有低密度、高比刚度、高比强度、卓越的超塑成形性能和良好的耐腐蚀性能,用它取代常规铝合金,能使构件减重10%~15%,刚度增加15%~20%。
国外已认证或在飞机上使用的铝锂合金产品牌号主要有美铝的2099、2199和加铝2196、2098、2198等,主要应用于机身蒙皮、长桁以及框、梁等。
空客的A330、A340以及A380等机型的机身蒙皮、座椅滑轨和地板梁等都使用了铝锂合金。
庞巴迪C 系列机身蒙皮、长桁等也大量采用铝锂合金。
铝锂合金在国外飞机结构设计中应用广泛,而我国的铝锂合金还处在小批量研制阶段,目前为止,仅在部分军机的普通框缘钣金结构上有少量的应用。
波音787中复合材料的应用及性能特点剖析课件
复合材料的抗疲劳性能主要归功于其多层次的材料结构和优化的制造工艺。这些 复合材料经过精密设计和加工，能够有效地分散和吸收飞机运行过程中产生的交 变载荷，降低应力集中，延缓疲劳裂纹的产生和扩展。
复合材料的轻量化效果
总结词
波音787中使用的复合材料具有显著的轻量化效果，有助于提高飞机的燃油效率和性能。
2023
PART 04
波音787中复合材料的性 能特点
REPORTING
复合材料的强度与刚度
总结词
波音787中使用的复合材料具有高强度和刚度，能够承受较大的载荷和抵抗变 形。
详细描述
复合材料由多种材料组成，通过优化材料配比和层间组合，实现了高强度和刚 度的特性。这种特性使得复合材料在承受飞机运行时的气动载荷、惯性载荷和 结构载荷时表现出良好的稳定性。
详细描述
由于复合材料的密度较低，同时具有高强度和刚度，因此能够实现飞机的轻量化。这不仅减少了飞机 的起飞重量，提高了燃油效率，还有利于减少排放，降低对环境的影响。同时，轻量化还有助于改善 飞机的飞行性能和机动性。
2023
REPORTING
PART 05
波音787中复合材料的应 用对飞机性能的影响
对飞机结构强度的影响
波音787简介
REPORTING
波音787飞机的发展历程
2003年10月，波音 公司正式启动波音 787计划，确定新型 中远程客机方案。
2013年6月，波音 787系列飞机正式进 入商业运营阶段。
2006年12月，波音 787首架飞机完成总 装，并于2009年12 月实现首飞。
波音787飞机的市场地位
多领域应用
复合材料的应用领域将不断扩大，不仅限于航空 航天领域，还将拓展到汽车、船舶、轨道交通等 领域。 Nhomakorabea 2023
复合材料技术报告
航空预浸料- 热压罐工艺复合材料技术应用概况发布时间：2011-11-23 15:34:27先进复合材料自问世以来，由于其轻质、高强、耐疲劳、耐腐蚀等诸多优势，一直在航空材料领域得到重视。
随着近几十年来的发展，尤其是最近10年在大型飞机上井喷式的应用，先进复材料已经证明了其在未来航空领域的重要地位，它在飞机上的用量和应用部位也已经成为衡量飞结构先进性的重要标志之一[1] 如目前代表世界最先进战机的美国F-22 和F-35，其复合材料占机结构重量达到了26%（F-22 机身、机翼、襟翼、垂尾、副翼、口盖、起落架舱门；F-35 机身翼进气道、操纵面、副翼、垂尾），欧洲EF-2000 战机更是达到了35%~40%（机翼、垂尾、方向舵[2] ；民机领域的两大巨头波音和空客，在其最新型的大型客机波音787、A350XWB 机型中，大幅使用复合材料，分别达到50% 和52%[3],在机身主承力结构中，除一些特殊需要外，基本上实现了全复合材料化。
从当前的复合材料应用来看，航空复合材料具备以下几个方面的特点：在材料方面，飞主承力结构应用高韧性复合材料；在工艺方面，呈现出以预浸料- 热压罐工艺为主，积极开发液体成型工艺及其他低成本成型工艺的态势，对复合材料构件的制造综合考虑性能/ 成本因机[4]设计理念的广泛认知，复合材料已逐渐在主承力结构上站稳了脚跟，而且，为了进一步将复合材料的优点充分发挥，飞机结构设计越来越趋向于整体化和大型化。
复合材料在主承力结构上的应用技术是体现航空复合材料水平及应用程度的重要标志。
目前复合材料主承力构件仍是以预浸料- 热压罐工艺为主。
基于此，本文旨在介绍目前与航空预浸料- 热压罐工艺相关的复合材料技术。
主承力结构用预浸料1 高性能复合材料体系“计是主导，材料是基础，工艺是关键”[5]复合材料的制造技术与材料的发展息息相关。
航空预浸料-热压罐工艺高性能复合材料到目前已经历了3个阶段。
第一阶段的复合材料采用通用T300 级碳纤维和未增韧热固性树脂，具有明显的脆性材料特征，主要用于飞机承力较小的结构件。
浅谈飞机复合材料结构装配的连接技术
浅谈飞机复合材料结构装配的连接技术摘要：随着航空工业的快速发展和对飞机性能的不断要求，复合材料在飞机结构中的应用越来越广泛。
与传统的金属材料相比，复合材料具有更高的比强度和比刚度，更好的抗腐蚀性和疲劳性能，以及更低的密度和更好的气动性能。
然而，与金属材料相比，复合材料具有更为复杂和独特的性质和特点，这给飞机复合材料结构的装配带来了许多挑战，本文就针对飞机复合材料结构装配的连接技术进行研究与分析。
关键词：飞机复合材料；结构装配；连接技术1.飞机复合材料结构概述复合材料是一种由两种或多种不同材料的复合而成的材料，通过它们的组合可以充分发挥各种材料的优点，同时弥补各种材料的不足。
在飞机制造领域，复合材料得到了广泛的应用，并且在未来的发展中有着巨大的潜力。
飞机复合材料的优势主要体现在如下几个方面：①轻量化。
相比于传统的金属结构，复合材料结构的密度更低，所以重量也更轻。
这使得飞机在起飞和飞行过程中消耗的燃料量减少，从而降低了运营成本，并且减少了对环境的影响；②高强度与刚度。
由于复合材料是由多种材料的复合而成的，它们可以充分发挥各种材料的优点，形成一个更加稳固和坚固的结构。
这使得飞机具有更好的抗风载性能和耐久性，提高了安全性和可靠性；③良好的耐腐蚀性能。
相比于金属结构，复合材料结构更加抗腐蚀，即使在恶劣环境下长时间使用，也不易受到腐蚀的影响。
这减少了维护和修理的频率和成本，延长了飞机的使用寿命。
尽管飞机复合材料结构具有许多优点，但其也面临着一些挑战。
首先，复合材料的制造和加工技术相对较为复杂，需要高度的技术和设备支持。
其次，复合材料的可靠性和寿命预测也是一个难题，需要进一步的研究和发展。
最后，飞机复合材料结构的成本较高，这限制了其在商业飞机领域的大规模应用。
1.飞机复合材料结构装配的连接技术分类2.1 机械连接技术机械连接技术是指利用机械力进行连接的方法，主要包括螺栓连接、铆接和插销连接。
螺栓连接是最常见的连接方式之一，通过螺栓和螺母的配合，使得结构件之间产生紧密的连接。
航空复合材料技术
航空复合材料技术航空先进复合材料及工艺技术发展航空先进复合材料及工艺技术发展【摘要】随着先进复合材料技术和工艺技术的迅速发展，复合材料在飞机上的应用比例稳步增长，应用部位从非承力、次承力结构向主承力和核心部件扩展，本文总结了近年来推动复合材料发展的先进材料技术和制造工艺技术。
【关键词】航空先进复合材料；材料技术；工艺技术0.引言航空复合材料是一种由高强度、高刚度增强材料构成的新型材料，具有良好的抗疲劳性、抗腐蚀性等一系列优点。
复合材料是综合权衡飞机减重、性能、成本三方面因素的理想材料，在飞机上大量应用可以明显减轻飞机的结构重量，提高飞机的性能[1]。
受益于近二十年来复合材料技术和制造工艺技术的进展，复合材料在飞机上的用量大幅增长，显著提高了飞机的综合性能和燃油经济性。
经初步统计，预浸料成本目前已降到120～190美元/kg，结构制造成本已从上世纪90年代初1100美元/kg，降到目前275～330美元/kg。
复合材料原材料成本和结构件制造成本的大幅度降低，经进一步扩大了复合材料的减重、性能和成本优势。
1.航空先进复合材料发展分析复合材料原材料方面，航空用各种树脂基复合材料水平有大幅度提高。
在碳纤维材料方面，大丝束12k、24k已逐渐代替3k及6k，高强度的T700S及T800S已开始广泛生产。
以977-3/IM7和3900/T800S为代表的环氧树脂复合材料已发展到第二代，其CAI 达到245～315MPa，堪称首屈一指。
以5250-4/IM7为代表的双马基高温复合材料已发展到第二代，工作温度达到177℃，广泛用于飞机高温部位。
聚酰亚胺复合材料广泛用于发动机高温部位，缺点是含甲撑替二苯胺（MDA）有毒，美国研究出无MDA的预浸带可用于发动机及飞机；因钛合金稀缺，聚酰亚胺预浸带正研究用来代替500℃以下的钛合金。
美国Amber公司开发的C740阻燃氰酸乙酯树脂与碳纤维组成的材料固化后工作温度可达344℃，可用作无人机S-100的尾喷管及发动机。
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已在波音，空客系列飞机的制造中得 到应用，如最新研制的Ａ３８０。
４．先进连接件
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一６ＡＩ一４Ｖ紧 固件占钛合金紧固件的大多数。
结论与建议
１．加强宣传，提高认识，积极 行动
我国复合材料结构飞机机械连接技 术是我国大飞机研制的技术“软肋”之 一，在连接件设计、制造、安装工具及 设备等方面与欧美等国家存在相当大的 差距，不足１０％。主要在于我国长期忽 视制造技术在产品研制生产中的重要作 用和地位Ｊ因此，要加强宣传，提高认 识。各级领导应把制造技术摆到应有的 重要位置，建立复合材料飞机结构连接 技术发展战略、有组织、有规划的进行 研究和创新。完善科研生产机制，把新 产品研发与工艺技术的攻关摆到同样重 要的位置上。要充分重视工艺技术队伍 的建设和培养，采取积极措施，稳定工 艺队伍。切实加强工艺研究和工艺管理
２．工艺落后．机械化，自动化 程度不高
国内在复合材料结构连接方面已 采用自动钻铆和电磁铆接技术，但应 用还不普遍，柔性装配技术受到广泛 关注。已有相当数量的研究项目正在 实施，有望在不久的将来得到推广和 应用。
国内复合材料结构飞机连接以手 工作业为主，自动化半自动化装配作 业为辅，除个别主机厂配有自动钻铆 机。但仍在小范围应用之中，局限于 开敞度较高的壁板结构中。如西飞、 成飞、北京航空制造工程研究所等。
料连接件国产化的规划和准备；国内 ｒ
紧固件制造商同时应充分发、创新出一批满足需求的新型高 端紧固件。开辟国内民机用高端紧固
参考文献：
件市场。
【１ ｌ杨乃宾，章怡宁，复合材料飞
３．开展先进复合材料结构连接 新技术研究
针对复材结构的特点及其连接
机结构设计［Ｍ】．北京：航空工业出版 社，２００２．
如北京航空制造工程研究研制出 多种可满足复材结构飞机机械连接要 求的钛合金连接件。如钛螺栓、钛合 金大底脚单面螺纹抽钉、钛环槽钉等
产品；在标准件加工上，西飞国际引 进冷镦机、滚丝机、扭力试验机、轮 廓投影仪等设备，均处于国内行业领 先地位，可以按标准要求加工各种材 料及形状的铆钉、螺钉等２０多种产 品：航天６９４厂为ＡＲＪ２１研制的１５项产 品（高温合金高锁螺母、钛合金高锁螺 栓、钛合金六角头螺栓）均达到了技术 规范要求，特别是大规格钛合金六角 头螺栓。技术含量高，加工复杂、通 过了严酷的疲劳考核，达到了标准要 求，突破了部分民用高端紧固件研制 生产的关键技术，填补了我国钛合金 大规格加强螺纹紧固件的空白。
１．连接自动化．柔性化，智 能化
为提高铆接结构的自动钻铆率，扩 大自动钻铆在飞机结构连接中的应用． 尤其是对大型复杂结构件和不开敞难加 工部位的装配，国外飞机连接装配已由 自动钻铆系统向柔性装配系统等方面发 展。柔性装配系统主要包括机翼、机身 壁板、翼梁、尾翼柔性装配系统，机器 人柔性装配系统，机身环铆自动装配系 统及自动对接平台等。
【２】张国梁译，复合材料连接技术 【Ｍ】．北京：国防工业出版社，１ ９９１．
技术要求。在借鉴、引进国外先进技 术的同时。有针对性的进行相关技术 及设备的研制及国产化，如数字化定
国内由沈阳机床、北航、沈飞 联合研制的多功能制孔执行器顺利实 施，为发展机器人装配制孑Ｌ技术奠定 了基础。
国内机器人复合材料自动钻铆技 术刚刚起步，由北京机器人研究所和北 京航空制造工程研究所联合研制的机器 人复合材料自动钻铆系统尚处于开发阶 段。离推广应用还有很大距离。
国外电磁铆接技术应用已比较成 熟，国内仅有西工大、北京航空制造 工程研究所、成飞等单位在电磁铆接 设备和铆接工艺等方面进行了一定研 究。但还未进入工程化应用。
成本的３％一５％。
复合材料的各向异性、脆性及
其非均质性使复合材料连接的失效更
为复杂。其损伤扩展特点及其断裂性
能等都与金属材料有很大的差别；其
次，复合材料结构飞机设计依赖大量
的试验及设计人员的经验；加之复合
蔡闻峰：工学硕士学位，工程 师。主要从事中小型无人机制造工艺 技术研究，曾主持过多个型号无人机 的工艺技术工作。主要研究方向为飞 机装配、复合材料结构制造技术等。
由于复合材料的材料特殊性及成 是面ＩＩ缶的主要问题。因此。先进复合
型工艺性，已被广泛应用于现代飞机 材料结构的连接技术对飞机结构安全
结构件的制造上。且其用量有不断扩 和效率有着至关重要的作用，这对传
大的趋势，已从空客Ａ３８０为２２％（另 统飞机结构机械连接技术在连接件种
有３％的ＧＬＡＲＥ材料），波音７８７为 类、安装工具及设备等方面提出了新
世界各国围绕着Ｔｉ一６ＡＩ一４Ｖ材 料研制、生产出多种系列的钛紧固 件产品。如美铝紧固件系统公司 （ＡＦＳ）、Ｆａｉ ｒｃｈ．Ｉｄ ｆａｓｔｅｎｅ ｒＳ（仙 童紧固件系统公司）、Ｗｅｓｔ Ｃｏａｓｔ Ａｅｒｏｓｐａｃｅ（美国西岸宇航设备公司） 等公司研制、生产了多种复合材科结 构用紧固件产品。如铆接用钛铌铆钉 （钛铌实心铆钉、钛铌空尾铆钉、双 金属铆钉）系列产品，轻型钛高锁螺 栓，钛环槽钉及干涉钛环槽钉系统， 钛合金单面螺纹抽钉、干涉抽钉、特 大夹层（３．５ｍｍ）抽钉系统，用于 蜂窝结构的可调预载紧固件系统等， 很多品种已经系列化、商品化，在空 客、波音等飞机上得到广泛应用。
但与国外相比，国内先进复合材 料机械连接技术还存在连接件种类、 规格，设备能力有限，工艺落后，机 械化、自动化程度不高等问题，且差 距有进一步拉开的趋势，表现在：
１．连接件种类．规格．设备能 力有限
与我国正在研制的大飞机项目所 需标准件相比，我国生产的可用于复 合材料结构飞机连接的高质量、高可 靠性标准件种类、规格有限，设备能 力有限，性能有待于进一步提高。在 国际航空业飞速发展的形势下。国内 及需开发新材料、研制新型紧固件、 扩大生产能力，来满足国内先进复合 材料结构飞机的连接需求。
工作，确保Ｃ９１９在２０１６年交付使用。
周围材料分层等特有缺陷，这也是先
２．加快高性能、高质量先进复 合材料连接件国产化研究
进复合材料构件连接和装配中导致报 废的主要原因。因此。应尽早开展先 进复合材料结构连接在线自动检测技
为适应经济发展及航空运输市 术研究。为自动化、柔性化装配技术
场的需求，我国政府推出了大飞机 在先进复合材料结构飞机上的应用奠
国外先进复合材料结构飞机广泛 采用新设备、新技术等，如干涉配合铆 接、电磁铆接、新型紧固件等技术，使 飞机装配自动化、柔性化、智能化程度 得到很大提高，进一步提高了结构的连 接强度和抗疲劳性能，从而达到提高连 接质量。延长飞机使用寿命、缩短飞机 装配周期，提高生产效率的目的，具体 表现在以下几个方面：
万方数据
１１１噎‰嗽蓉嘶磐Ｉ锄甍晓蠢》孵晚事毫：魄
熊先ｉ，ａ锋论坛 商币何丽．， 陴，Ｄ１４
为提高工作效率，减少操作人数 和工作量。国内已重视采用先进的装 配连接技术，加大在自动钻铆技术和 设备方面的研制．并取得了一定的成 果。
中航工业西飞全自动数控托架系 统的研制成功及相关数据处理技术， 在ＡＲＪ２１机翼壁板铆接中顺利实施， 填补了国内航空工业大型壁板自动铆 接技术的空白，为自动钻铆设备铆接 复合材料壁板奠定了基础。
的１５％将采用复合材料。为避免类似 术的应用需求和发展方向，着力自主
波音７８７第一架飞机在总装时由于意 创新。从体制、设备、工艺、人员等
想不到的紧固件短缺导致整个项目进 方面作好准备，努力提高水平，促进
度推迟６个月的问题的发生，决策者应 我国飞机复合材料结构连接技术逐步
提前作好高性能、高质量先进复合材 赶上国际先进水平。（矿
欧洲著名ＧＬＡＳＳ企业集团下属的 德国宝捷自动化有限公司生产的自动 钻铆机、自动化装配设备已在航空、
．１骧万ｂ方啦瞻数蚤据嗨誊宪耗◆戥啤Ｅ＝＇啊
航天领域广泛应用。 波音及其合作伙伴研制了专用的
自动钻铆设备及其相关的工艺技术， 确保了Ｂ７８７复合材料结构的装配连接 质量和速率，降低了成本。
Ｆ一１６战斗机垂尾的石墨／环氧复 合材料蒙皮采用机器人制孔。不仅保 证了制孔质量，提高了制孔效率，还 避免了石墨粉尘对人的损害。
２．先进制孔技术
为延长飞机使用寿命，提高复合 材料结构的疲劳性能。国外采用了长 寿命的干涉配合连接技术，光洁制孔 技术及精密柔性制孔技术、以提高孔 的加工精度和表面质量。包括自动制 孔系统、机器人制孑Ｌ系统、柔性制孑Ｌ 系统、并联机床柔性钻孔设备、便携 式自动带ｌＪＴＬ系统（无钻孔主轴的柔性导 轨小车）、自动钻铆机等。保证了制孑Ｌ 精度并实现了光洁制孔。采用干涉紧 固件及自动化装配系统保证连接配合 所需的干涉量和胀紧力的精度，实现 长寿命连接。；ｚ１３Ａ３８０机翼装配采用了 自动化可移动钻孔设备、硬质刀具、 多步钻孔法，保证了复合材料制孔无 损伤和分层。
先锋论坛
先进复合材料结构飞机机械 连接技术现状及发展方向
西北工业大学无人机研究所 蔡闻峰薛小平
３个机身段，连接需要１ ００００个螺钉，
每对机翼的连接需要８０００个螺钉；
Ｆ一２２复合材料机翼使用紧固件多达
１４０００个。其中机翼壁板用７０００个机
械连接件紧固。据统计，飞机连接件
重量占结构总重量的５％一６％，占全机
５０％，发展到空客Ａ３５０ＸＷＢ为５２％。 飞机结构复合材料化将从根本上改变
的挑战及更高的要求，已成为研究的 重点。
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
国外先进复合材料结构飞 机连接技术现状
和使用维护等方面的需求．必须给出