民用飞机复合材料主结构适航符合性研究

航空机载产品适航符合性验证试验DO-160G

航空机载产品测试 Airborne Equipment Test 机载产品的环境试验与服役的机种、机型、安装位置、??任务剖?，有着紧密的联系。参照机载设备各系统的产品通?规范、技术标准等条件，总结以往航空机载设备环境试验的规范，可靠性与环境试验中?的环境试验?程师?“机”?事，为客?提供试验?案设计、试验实施和试验结果判定的?站式服务。 特点 Characteristics 开展航空机载产品如??控制系统、?机燃油系统、电?系统、卫星通信系统等环境试验、可靠性摸底试验、可靠性强化试验、可靠性鉴定试验及可靠性验收试验，为客?提供合理的可靠性试验?纲、加速寿命?案、可靠性评估?案等，从?验证和评估产品的MTBF值，保障产品的可靠性。 试验项? Test Items Section4Temperature and Altitude Section5Temperature Variation Section6Humidity Section7Operational Shocks and Crash Safety Section8Vibration Section9Explosive Atmosphere Section10Waterproofness Section11Fluid Susceptibility Section12Sand and Dust Section13Fungus Section14Salt Fog Section15Magnetic Effect Section16Power Input Section17Voltage Spike Section18Audio Frequency Conducted Susceptibility-Power Inputs Section19Induced Signal Susceptibility Section20Radio Frequency Susceptibility(Radiated and Conducted) Section21Emission of Radio Frequency Energy Section22Lightning Induced Transient Susceptibility Section24Icing Section25Electrostatic Discharge(ESD) Section26Fire and Flammability 重点项?介绍

复合材料在飞机上的应用

复合材料在飞机航空中的应用与发展 学校：西安航空职业技术学院 专业：金属材料与热处理技术 姓名：郭远 摘要 复合材料在飞机上的用量和应用部位已成为衡量飞机结构先进性的重要指标之一；复合材料构件的整体成型、共固化技术不断进展，复杂曲面构件不断扩大应用；复合材料的数字化设计，设计、制造一体化，以及基于三维模型铺层展开的专用设计／制造软件等技术的开发是先进复合材料发展的基本技术保障. 复合材料在飞机航空中的应用与发展 复合材料大量用于航空航天工业和汽车工业，特别是先进碳纤维复合材料用于飞机尤为值得注意。不久前，碳纤维复合材料只能在军用飞机用作主结构，但是，由于技术发展的进步，先进复合材料已开始在民航客机止也应用作主结构，如机身、机翼等。 一．飞机结构用复合材料的优势 现今新一代飞机的发展目标是“轻质化、长寿命、高可靠、高效能、高隐身、低成本”。而复合材料正具备了上面的几个条件，成为实现新一代飞机发展目标的重要途径。

复合材料具有质轻、高强、可设计、抗疲劳、易于实现结构/功能一体化等优点，因此，继铝、钛、钢之后迅速发展成为四大飞机结构材料之一。 复合材料在飞机结构上的应用首先带来的是显着的减重效益，复合材料尤其是碳纤维复合材料其密度仅为cm3左右，如等量代替铝合金，理论上可有42%的减重效果。 近年来随着复合材料技术的深入研究和应用实践的积累，人们清楚地认识到：复合材料在飞机结构上应用效益绝不仅仅是减重，而且给设计带来创新舞台，通过合理设计，还可提供诸如抗疲劳、抗振、耐腐蚀、耐久性和吸透波等其它传统材料无法实现的优异功能特性，可极大地提高其使用效能，降低维护成本，增加未来发展的潜力和空间。尤其与铝合金等传统材料相比，可明显减少使用维护要求，降低寿命周期成本，特别是当飞机进入老龄化阶段后效果更明显，据说B787较之B767机体维修成本会降低30％，这在很大程度上应归功于复合材料的大量应用。同时，大部分复合材料飞机构件可以整体成型，大幅度减少零件数目，减少紧固件数目，减轻结构质量，降低连接和装配成本，从而有效地降低了总成本，如F/A-18E/F零件数减少42%，减重158kg。复合材料整体成型技术还可消除缝隙、台阶和紧固件，无疑对提高军机的隐身性能也具有非常重要的贡献。 二．飞机结构用复合材料的发展过程 先进复合材料于上世纪60年代中期一问世，即首先用于飞行器结构上。30多年来先进复合材料在飞机结构上应用走过了一条由小到大、由次到主、由局部到整体、由结构到功能、由军机应用扩展到民机应用的发展道路。 1.复合材料在军用飞机上的发展过程

民航机载设备之试验室适航符合性验证试验(MoC4)

民航机载设备地面试验室适航符合性验证试验（MoC4）流程的研究 （中国商飞上海飞机设计研究院，中国上海 201210孟益民） 【摘要】本文总结了民用飞机航电系统在地面试验室开展适航符合性验证试验（MoC4）的一般试验流程，详细分析了试验构型的符合性说明方法，从试验件、试验设施、质量体系、试验程序和人员资质等方面详细阐述了其能够满足符合性所应具备的条件 关键词：MoC4；航电系统；适航；试验流程 作者简介：孟益民（1984.07—），男，湖北黄石人，硕士，工程师，主要研究方向为航电系统集成验证。 0 引言 适航符合性验证试验是民用飞机向适航当局表明其对适航条款符合性的重要手段。根据中国民用航空局（CAAC）的规定，适航符合性验证分为：符合性声明（MoC0）、说明性文件（MoC1）、分析/计算（MoC2）、安全评估（MoC3）、试验室试验（MoC4）、机上地面试验（MoC5）、飞行试验（MoC6）、航空器检查（MoC7）、模拟器试验（MoC8）和设备合格性（MoC9）等十种方法[1]。由于航电系统功能复杂，与飞机各个系统都有交联关系，很难在地面试验室将航电系统独立出来，因此航电系统的适航符合性验证试验一般多在飞机上进行，即采用机上地面试验（MoC5）和飞行试验（MoC6）的方式。然而，航电系统的一些功能如机组告警等需要飞机工作在故障状态才会触发，在飞行试验时验证这些功能具有一定的危险性，加上飞行试验本身的成本高昂，目前世界上主要的飞机制造商如美国波音公司、欧洲空中客车公司等越来越多的选择将航电系统的适航符合性验证试验放在地面试验室进行，从而节省大量的飞行小时数，降低制造成本。我国民用飞机的研制尚处于起步阶段，在航电系统MoC4试验方面尚无成熟的经验，本文针对航电系统MoC4试验的过程和方法开展了研究。 １MoC4试验流程 １.1 概述 在试验室环境中进行航电系统适航符合性验证试验的流程如图1所示。首先，飞机制造商编制适航符合性验证计划（CP）。具体到航电系统，该计划将航电系统的功能根据ATA 章节进行分解，确定每一个功能项的符合性验证方法。其中，对于注明使用MoC4方法的功能项将在地面试验室对其符合性进行验证。CP需要得到适航当局的批准。之后，对每一次的MoC4试验任务，将编写试验任务书。试验任务书规定了本次试验的内容以及这些内容与CP的追溯关系。承试单位（地面试验室）接到试验任务书后，根据其内容编写试验大纲，试验大纲规定了试验的构型和具体试验程序，并提交给适航当局委任的工程审查代表。工程审查代表根据试验的构型向适航当局委任的制造符合性检查代表提交对本次试验的制造符合性检查请求。制造符合性检查代表将检查由承试单位提供的试验设施的符合性声明，检查完成后，如无问题则对本次试验设施颁发适航批准标签（038表）以及适航符合性检查记录（034表），检查结果将反馈给工程审查代表。在确认本次试验构型中存在的偏离项对试验结果无影响后，工程审查代表将批准并现场目击本次试验。试验结束后，承试单位根据试验结果编写试验报告并提交给工程审查代表批准。

民用飞机刹车系统适航符合性考虑

民用飞机刹车系统适航符合性考虑 摘要:本文以某民用运输飞机的刹车系统为例,分析了当前民航运输类飞机标准CCAR25部中刹车系统主要适航条款,提出了刹车系统航条款的符合性说明方法和验证思路。 关键词:刹车系统适航要求符合性 Airworthiness Compliance Consideration of Civil Aircraft Brake System Abstract:Some civil transportation aircraft is taken an example to analysis airworthiness requirements about brake system, which is defined in the current CCAR25 R4. Certification consideration and compliance method of these airworthiness requirements are also described. Key Words:Brake system;Airworthiness requirement;Compliance 飞机刹车系统是飞机起飞着陆系统的组成部分之一,对飞机的安全起降极为重要。民用飞机的特点是安全、舒适、经济、环保,其中安全是第一位的。适航标准是针对民用航空产品制定的最低安全标准,是民用飞机适航审定的基本依据。中国民航总局于2011年11月7日发布了运输类飞机适航标准CCAR25部的第四次修正版,即CCAR-25-R4,其中25.735条款“刹车”进行了更新,表明局方对刹车提出了新的要求。

民用飞机复合材料结构孔隙率的影响及检测

民用飞机复合材料结构孔隙率的影响及检测 廉 伟 中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院上海201210 摘要：本文从工程实践出发，总结了民用飞机复合材料结构中孔隙率产生的原因及相关工艺控制措施与孔隙率之间的内在关系，对比分析了目前航空工业界和主制造商可接受的孔隙率标准，探讨了孔隙率对复合材料理化特性及力学特性影响机理，对比了不同孔隙率的检测方法和孔隙率的控制方法，并给出了考虑结构安全和成本，在工程设计、制造和验证中统筹考虑可接受孔隙率的建议。 关键词：民用飞机复合材料结构孔隙率无损检测 1 引言 机体结构主要采用高性能复合材料的新型民机B787引领了复合材料在民机结构中应用的飞跃式发展和航空结构材料的应用变革，其复材用量重量占比接近50%；其竞争机型A350复材用量更高，达到52%；波音最近声明B777的改进型B777X的机身结构和此前宣布的机翼结构同样将采用复合材料；中俄即将联合研制的宽体客机中结构材料用量也将达同等水平。由此可见，航空界已对复合材料在降低结构重量、油耗与排放、全寿命周期成本上达成共识。航空复材结构的飞跃式发展是以材料进步、工艺发展、评价体系逐步成熟和大尺寸产品制造问题解决等为基础的，即便如此，复合材料领域还有诸多问题有待继续研究和解决，孔隙率便是其中之一。 对于孔隙，不同的手册、标准和规范给出了不同的定义，但其本质含义基本统一，即复合材料内部的、几何尺寸很小的、多点分布的孔洞（可能是空气、挥发物或空穴）。孔隙是复合材料结构中常见缺陷的一种，通常用其体积占材料总体积的百分比来表征，也即孔隙率。孔隙的尺寸跨度很大，线性尺寸可能从几个微米到几百个微米不等，在波音公司的规范中，甚至认为一簇密集孔穴缺陷中只要最大的直径小于6.35mm，该簇孔穴即被视为孔隙。 2 孔隙产生的原因及其影响 目前航空工业领域，复合材料结构主要采用预浸料-热压罐固化工艺或液体成型工艺，虽然工艺形式和参数各不相同，但本质过程都是树脂基体与纤维增强材料之间的复合及树脂固化的过程，因此孔隙总存在于基体、树脂纤维界面或层间，典型的孔隙形貌如图1、2所示。 图1 典型复合材料层压板内部孔隙 图2 R区典型内部孔隙 孔隙的产生有多种诱因，且可能源于原材料、铺贴或固化过程中的各个环节。预浸料制备过程中树脂与纤维的浸润可能是不完全的，特别是固定单向纤维的纬线或织物中经纬纤维搭接位置难以

山大复合材料结构与性能复习题参考答案.doc

1、简述构成复合材料的元素及其作用 复合材料由两种以上组分以及他们之间的界面组成。即构成复合材料的元素包括基体相、增强相、界面相。 基体相作用：具有支撑和保护增强相的作用。在复合材料受外加载荷时，基体相一剪切变形的方式起向增强相分配和传递载荷的作用，提高塑性变 形能力。 增强和作用：能够强化基体和的材料称为增强体，增强体在复合材料中是分散相, 在复合材料承受外加载荷时增强相主要起到承载载荷的作用。 界面相作用：界面相是使基体相和增强相彼此相连的过渡层。界面相具有一定厚度，在化学成分和力学性质上与基体相和增强相有明显区别。在复 合材料受外加载荷时能够起到传递载荷的作用。 2、简述复合材料的基本特点 (1)复合材料的性能具有可设计性 材料性能的可设计性是指通过改变材料的组分、结构、工艺方法和工艺参数来调节材料的性能。显然，复合材料中包含了诸多影响最终性能、可调节的因素，赋予了复合材料的性能可设计性以极大的自由度。 ⑵ 材料与构件制造的一致性 制造复合材料与制造构件往往是同步的，即复合材料与复合材料构架同时成型，在采用某种方法把增强体掺入基体成型复合材料的同时?，通常也就形成了复合材料的构件。 (3)叠加效应 叠加效应指的是依靠增强体与基体性能的登加，使复合材料获得一?种新的、独特而又优于个单元组分的性能，以实现预期的性能指标。 (4)复合材料的不足 复合材料的增强体和基体可供选择地范围有限；制备工艺复杂，性能存在波动、离散性；复合材料制品成本较高。

3、说明增强体在结构复合材料中的作用能够强化基体的材料称为增强体。增强体在复合材料中是分散相。复合材料中的增强体，按几何形状可分为颗 粒状、纤维状、薄片状和由纤维编制的三维立体结构。喑属性可分为有机增强体 和无机增强体。复合材料中最主要的增强体是纤维状的。对于结构复合材料，纤 维的主要作用是承载，纤维承受载荷的比例远大于基体；对于多功能复合材料， 纤维的主要作用是吸波、隐身、防热、耐磨、耐腐蚀和抗震等其中一种或多种， 同时为材料提供基本的结构性能；对于结构陶瓷复合材料，纤维的主要作用是增 加韧性。 4、说明纤维增强复合材料为何有最小纤维含量和最大纤维含量 在复合材料中，纤维体积含量是一个很重要的参数。纤维强度高，基体韧性好，若加入少量纤维，不仅起不到强化作用反而弱化，因为纤维在基体内相当于裂纹。所以存在最小纤维含量，即临界纤维含量。若纤维含量小于临界纤维量，则在受外载荷作用时，纤维首先断裂，同时基体会承受载荷，产生较大变形，是否断裂取决于基体强度。纤维量增加，强度下降。当纤维量大于临界纤维量时，纤维主要承受载荷。纤维量增加强度增加。总之，含量过低，不能充分发挥复合材料中增强材料的作用；含量过高，由于纤维和基体间不能形成一定厚度的界面过渡层, 无法承担基体对纤维的力传递，也不利于复合材料抗拉强度的提高。 5、如何设才计复合材料 材料设计是指根据对?材料性能的要求而进行的材料获得方法与工程途径的规划。复合材料设计是通过改变原材料体系、比例、配置和复合工艺类型及参数，来改变复合材料的性能，特别是是器有各向异性，从而适应在不同位置、不同方位和不同环境条件下的使用要求。复合材料的可设计性赋予了结构设计者更大的自由度，从而有可能设计出能够充分发掘与应用材料潜力的优化结构。复合材料制品的设计与研制步骤可以归纳如下： 1）通过论证明确对于材料的使用性能要求，确定设计目标 2）选择材料体系（增强体、基体） 3）确定组分比例、几何形态及增强体的配置 4）确定制备工艺方法及工艺参数

民机上的先进复合材料及其适航审定

民机上的先进复合材料及其适航审定 袁宇慧 中航第一飞机设计研究院上海分院，200232 摘要 本文介绍了先进复合材料在民用飞机上的发展和应用，以及复合材料结构的适航审定。先进复合材料具有较高的比强度比模量、质量轻、抗腐蚀、可设计性强、便于大面积整体成型等优点,其在飞机上的应用及其用量多少已成为衡量民用飞机技术先进性的重要标志之一。民用飞机复合材料可分为两大类：结构用复合材料和舱内材料。半个世纪以来，复合材料在民用飞机上的发展迅速，用量从二十世纪六、七十年代的1～3％发展到如今的50％，用途已从小型、简单的次承力构件发展到大型、复杂的主承力构件。国内首架拥有自主知识产权的支线客机ARJ21飞机只采用了部分复合材料结构，用量仅占结构重量的3%。复合材料在国内民机上的扩大应用受到诸多因素的限制，主要有：材料采购成本高，能成熟应用的复合材料种类单一，复合材料的工艺技术水平落后等。 目前国际上普遍采用?积木式方法?来进行复合材料的设计和适航审定。?积木式方法?是将复合材料结构发展研制过程中的试验验证环节分成5级：试样试验、元件试验、次组合件试验、组合件试验、全尺寸试验。每个级别的验证试验都应处于适航监控之下。对于新材料，试验应至少包括试样试验、元件试验、次组合件试验、组合件试验。已成熟应用的复合材料，可采用等效性试验的方法，来寻求替代的材料体系和/或材料供应商，以降低试验成本。 关键词：民用飞机先进复合材料适航审定 Advanced Composite Materials (ACM) in Civil Aircraft and its Airworthiness Abstract The development and application of ACM in civil aircraft were introduced in this article. The airworthiness of composite structure was introduced, too. Advanced composite material has a series of favorable characters such as high strength-to-weight, high module-to-weight, corrosion resistant, lightweight etc. The application of ACM in civil aircrafts is structure composites and other composites. The application of ACM in civil aircrafts is developed very quickly recently. The usage of ACM just was 1~3% in 1960s.T oday, the usage is 50%. The application is changed from small, simple structures to huge, complex supporting structures. The application of ACM in ARJ21 is only 3%, limited by the high material cost, the low process level. The Building Block Approach is used to design composite structures and its airworthiness. The tests during composite structures? research are divided to 5 parts: coupon, element, detail, subcomponent and component. All tests should be done under the monitoring of CAA. For new materials, the tests should include coupon, element,

复合材料的性能和应用

摘要：近年来，各种复合材料制备技术日益更新，从陶瓷基复合材料、金属基复合材料到聚合物基复合材料，各种制备技术都得到了很大改善，使得复合材料的性能和应用得到了显著提高。本文综述陶瓷基复合材料、金属基复合材料、聚合物基复合材料等几种重要的研究方法以及应用。 关键词：先进，复合材料，制造技术。 正文：一·陶瓷基复合材料 工程陶瓷的开发是目前国内外甚为重视的新型材料研究领域。纯陶瓷材料因其脆性，不能满足苛刻条件下的使用要求。因此，目前广泛采取增韧技术来提高陶瓷的使用性能。纤维和晶须增韧陶瓷是一类有效的方法。用纤维来增韧陶瓷的技术是十年代以后开始的，最初是用碳纤维增强陶瓷，八十年代以来又开发了用陶瓷纤维和晶须增韧陶瓷，增韧效果不断取得进展，增韧技术也不断有所创新。连续纤维增强陶瓷基复合材料是最有前途的高温结构材料之一，以其优异的高韧性、高强度得到世界各国的高度重视。 连续纤维补强陶瓷基复合料(Continuous Fiber Reinforced Ceramic Matrix Composites，简称CFCC)是将耐高温的纤维植入陶瓷基体中形成的一种高性能复合材料。由于其具有高强度和高韧性，特别是具有与普通陶瓷不同的非失效性断裂方式，使其受到世界各国的极大关注。连续纤维增强陶瓷基复合材料已经开始在航天航空、国防等领域得到广泛应用.20世纪70年代初，科学家在连续纤维增强聚合物基复合材料和纤维增强金属基复合材料研究基础上，首次提出纤维增强陶瓷基复合材料的概念，为高性能陶瓷材料的研究与开发开辟了一个方向。随着纤维制备技术和其它相关技术的进步，人们逐步开发出制备这类材料的有效方法，使得纤维增强陶瓷基复合材料的制备技术日渐成熟。 由于纤维增强陶瓷基复合材料有着优异的高温性能、高韧性、高比强、高比模以及热稳定性好等优点，能有效地克服对裂纹和热震的敏感性[5-6]，因此，在重复使用的热防护领域有着重要的应用和广泛的市场。连续纤维增韧陶瓷基复合材料具有类似金属的断裂行为，对裂纹不敏感，不会发生灾难性破坏。其耐高温和低密度特性，使其成为发展先进航空发动机、火箭发动机和空天飞行器防热结构的关键材料。 二·金属基复合材料 金属基复合材料具有比强度高，比刚度高，耐热，耐磨，导热，导电，尺寸稳定等优点，是一种很有发展前途的新材料，金属基复合材料广泛应用于制造航空抗天零部件，也用于制造各种民用产品。 按基体分，金属基复合材料分为：铝基、镁基、钛基、锌基、铁基、铜基等金属基复合材料；按增强材料分，可分为：纤维增强金属基复合材料；其纤维有C、SiC、Si3N4、B4C、Al2O3等纤维；粒子增强金属基复合材料，增强粒子有：Al2O3、TiC、SiC、Si3N4、BN、SiC、MgO等。 纤维增强金属基复合材料的制造方法： （1）叠层加压法：工艺过程是：将金属（合金）箔片或纤维增强金属片按要求剪裁，并一层一层的进行叠层，然后加热加压进行成型和连接，一般是在真空或气体中进行。适于这种方法的材料有铝、钛、铜、高温合金，其增强纤维随需要而定。为了改善连接性能，有事在两片之间加入中间金属或在待连接表面涂覆或沉积一层中间金属。 （2）辊轧成型连接法：其主要的基材是铝、钛箔片，增强纤维主要是B、C、SiC、Si3N4等，有时在基材表面要涂覆一层低熔点的中间金属，增强纤维表面要预先浸沾铝或经物理气相沉积（PVI）、化学气相沉积（CVI）处理。 （3）钎焊法：在增强纤维与基材之间加入箔状、粉末状或膏状的钎料，经真空钎焊或保护钎焊而成。钎焊法可以制造管材、型材、叶片等。 （4）热等静压法：如图2所示，其工艺过程是：将纤维与基材进行叠层并装入一模具中，

复合材料在飞机航空中的应用与发展

复合材料在飞机航空中的应用与发展姓名:李经纬学号：0823020124 复合材料大量用于航空航天工业和汽车工业，特别是先进碳纤维复合材料用于飞机尤为值得注意。不久前，碳纤维复合材料只能在军用飞机用作主结构，但是，由于技术发展的进步，先进复合材料已开始在民航客机止也应用作主结构，如机身、机翼等。 一．飞机结构用复合材料的优势 现今新一代飞机的发展目标是“轻质化、长寿命、高可靠、高效能、高隐身、低成本”。而复合材料正具备了上面的几个条件，成为实现新一代飞机发展目标的重要途径。 复合材料具有质轻、高强、可设计、抗疲劳、易于实现结构/功能一体化等优点，因此，继铝、钛、钢之后迅速发展成为四大飞机结构材料之一。 复合材料在飞机结构上的应用首先带来的是显著的减重效益，复合材料尤其是碳纤维复合材料其密度仅为1.6g/cm3左右，如等量代替铝合金，理论上可有42%的减重效果。 近年来随着复合材料技术的深入研究和应用实践的积累，人们清楚地认识到：复合材料在飞机结构上应用效益绝不仅仅是减重，而且给设计带来创新舞台，通过合理设计，还可提供诸如抗疲劳、抗振、耐腐蚀、耐久性和吸透波等其它传统材料无法实现的优异功能特性，可极大地提高其使用效能，降低维护成本，增加未来发展的潜力和空间。尤其与铝合金等传统材料相比，可明显减少使用维护要求，降低寿命周期成本，特别是当飞机进入老龄化阶段后效果更明显，据说B787较之B767机体维修成本会降低30％，这在很大程度上应归功于复合材料的大量应用。同时，大部分复合材料飞机构件可以整体成型，大幅度减少零件数目，减少紧固件数目，减轻结构质量，降低连接和装配成本，从而有效地降低了总成本，如 F/A-18E/F零件数减少42%，减重158kg。复合材料整体成型技术还可消除缝隙、台阶和紧固件，无疑对提高军机的隐身性能也具有非常重要的贡献。 二．飞机结构用复合材料的发展过程 先进复合材料于上世纪60年代中期一问世，即首先用于飞行器结构上。30多年来先进复合材料在飞机结构上应用走过了一条由小到大、由次到主、由局部到整体、由结构到功能、由军机应用扩展到民机应用的发展道路。 1.复合材料在军用飞机上的发展过程 纵观国外军机结构用复合材料所走过的道路，大致可分为三个阶段： 第一阶段复合材料主要用于受力较小或非承力件，如舱门、口盖、整流罩以及襟副翼、方向舵等，大约于上世纪70年代初完成。 第二阶段复合材料主要用于垂尾、平尾等尾翼一级的次承力部件，以F-14硼/环氧复合材料平尾于1971年研制成功作为标志，基本于上世纪80年代初完成。此后F-15、F-16、F-18、幻影2000和幻影4000等均采用了复合材料尾翼，此时复合材料用量大约只占全机结构重量的5%。 第三阶段复合材料开始应用于机翼、机身等主要的承力结构，受力很大，规模也很大。主要以1976年美国原麦道公司研制成功FA-18复合材料机翼作为里程碑，此时复合材料用量已提高到了13%，军机结构的复合材料化进程进一步得到推进。此后世界各国所研制的军机

碳纤维复合材料在民用航空上的应用

前言 年－月，作者在美国北卡罗来纳2002 1011 州首府洛利（，）参加了年世界Raleigh NC 2002 碳纤维会（Global Outlook for Carbon Fiber ），碳纤维复合材料在民用航空上的应用也2002是其中议题之一，美国波音公司的 SCOTT 在会上还就此作了专题报告KRAJCA [1-2] 。会后参观、访问了北卡罗来纳大学国家纺织实验室（，State Textile Laboratory North Carolina State ）和University 土木工程系，阿拉巴马大学材料工程系（Department ，of Materials Engineering University ），of Alabama 乔治亚理工大学复合材料教育研究中心（Compo-site Education and Research ，）、材Center Georgia University of Technology 料科学与工程系和机械工程系等，与有关教授、专家和学者，讨论、交换对碳纤维、复合材料与先进材料技术现状、应用与发展的看法，有很大收获。本文简要介绍碳纤维复合材料在民用航空工业上的应用，包括：从年代至今复合材料 1960在世界上大型客机上的应用、当前最先进和超大型客机的代表，美国波音公司和欧洲空中 B777 客车公司飞机上复合材料使用情况以及 A380-800 国外对复合材料在民用航空上应用的看法等，供有关领导和专家们参考。 先进复合材料具有高比强度、高比模量等优点，在飞机上采用先进复合材料可以大幅度减轻机体结构质量、改善气动弹性，提高飞机的综合性能，因此先进复合材料在飞机上的应用不断得到扩大。根据美国复合材料制造商协会统计，年世界上飞机生产对碳纤维的需求量约为2001 －。 900 1 000t 从大型民用飞机发展来看，美国波音公司第一代大型民用客机上没有采用复合材料， B707 复合材料的用量为。第二代上复合材料的 B747 用量为％－，已经有了明显的增长。 23%B757和属于第三代大型客机，复合材料的用量 B767 增加到％－。波音公司最新的第四代 35% B777 大型客机，采用复合材料达到－，占该机结构 89t 质量的左右。欧洲空中客车公司生产的超大 9% 型客机可搭乘名旅客，起飞质量 A380-800 555 ，复合材料的用量高达。 56t 25%从年飞机到年客 1960 DC-9 2004 A380-800 机，复合材料在大型民用飞机上的用量根据美国宇航局（）哈里斯（，）和夏特NASA Harris C.E.（，）的统计详见表。 Shuart M.J. 1由表对复合材料在民用飞机上的应用可得 1 出如下结论： ⑴世界上最大、最有影响生产大型民用飞机 公司主要有美国波音公司、美国麦克唐纳?道格拉斯公司（简称麦道公司）、美国洛克希德公司碳纤维复合材料在民用航空上的应用 赵稼祥 （航天材料及工艺研究所，北京） 100076摘要 ：　本文介绍碳纤维复合材料在民用航空上的应用，包括碳纤维复合材料在民用飞机上的应用、在和 B777 客机上复合材料采用情况以及国外对民用航空上应用复合材料的看法。A380-800 关键词：　碳纤维；复合材料；民用航空；飞机中图分类号：　V258+.5 文献标识码：　A 文章编号 ：　（）1007-9815200303-0001-04

复合材料的结构及作用

复合材料的结构及作用 一、复合材料的结构及作用 是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。 复合包装材料一般由基层、功能层和热封层组成。 a.基层也是材料的外层，从商品对包装性能的要求出发，外层应具有良好的光学性能、良好的印刷适性、耐磨、耐热、一定的强度和刚度，这样使包装外观具有极佳的表现力，增加了对消费者的吸引力； b.功能层也是材料的中间层，从商品对包装性能的要求出发，应具有很高的阻隔性以及特殊性能，如防潮性、阻气性、阻氧性、保香性、耐化学性、防紫外线、防静电、防锈等，使内装物得到保护，延长其货架寿命，这是包装功能性的体现； c.热封层也是材料的内层，从商品对包装性能的要求出发，内层与内装物直接接触，起适应性、耐渗透性要好，特别的包装食品的复合材料，内层还应符合食品安全的要求，卫生、无毒、无味，要对其进行封合，因此还要有良好的热封性和粘合性。 复合包装一般要满足以下性能： a.强度性能，包括抗张(拉伸)强度，范围一般在40-100MPa，撕裂强度，范围一般在 0.3-3N，破裂强度范围一般在30-50MPa，热封强度范围一般在20-80N/20mm，另外根据不同使用场合，还要求刚性、耐磨性、断裂伸长率； b.阻隔性能，包括透气性能（透空气、O2、CO2、N2）、防潮性能、透湿性能、透光性能(尤其对特定波长的光线)、保香性能； c.耐候与稳定性能，包括抗油性能、抗化学介质、耐温性能、耐候性能、抗降解性能； d.加工性能，包括自动化包装适性、印刷适性、防静电性能、热收缩与尺寸稳定性； e.安全卫生性能，包括材料成分是否安全，细菌微生物的种类和含量多少，其它一些影响安全卫生的成分； f.其它性能，包括光学性能、透明度、白度、光泽度、废弃物处理的难易、展示性等。 被包物不同，对复合包装材料性能的要求也不同，应从被包物对包装功能的要求出发，选择和设计复合包装材料，使用最少的材料，达到保护内装物的目的，节约成本和资源。二、举例说明 聚乳酸/纳米碳管防静电复合材料。此材料是以纳米碳管为导电料通过球磨和密炼2种方法添加到聚乳酸基体中制备的防静电复合材料。具体工艺流程如下：纳米碳管的纯化处理(p-CNT)——纳米碳管功能化(f-CNT)——球磨法或密炼法混合——热压——成型。 聚乳酸可以看做复合材料的基层，是复合材料的基材框架。PLA是一种新型的生物可降解材料，有较好的生物相容性，属于环境友好型材料，符合绿色环保的要求，并且具有良好的透气性及拉伸强度，但抗冲击性能差，对热不稳定。

金属基复合材料的种类与性能

金属基复合材料的种类与性能 摘要：金属基复合材料科学是一门相对较新的材料科学，仅有40余年的发展历史。金属基复合材料的发展与现代科学技术和高技术产业的发展密切相关，特备是航天、航空、电子、汽车以及先进武器系统的迅速发展对材料提出了日益增高的性能要求，除了要求材料具有一些特殊的性能外，还要具有优良的综合性能，有力地促进了先进复合材料的迅速发展。单一的金属、陶瓷、高分子等工程材料均难以满足这些迅速增长的性能要求。金属基复合材料正是为了满足上述要求而诞生的。 关键词：金属；金属基复合材料；种类；性能特征；用途 1. 金属基复合材料的分类 按增强体类型分 1.1.1颗粒增强复合材料 颗粒增强复合材料是指弥散的增强相以颗粒的形式存在，其颗粒直径和颗粒间距较大，一般大于1μm。 1.1.2层状复合材料 这种复合材料是指在韧性和成型性较好的金属基材料中含有重复排列的高强度、高模量片层状增强物的复合材料。片曾的间距是微观的，所以在正常比例下，材料按其结构组元看，可以认为是各向异性的和均匀的。 层状复合材料的强度和大尺寸增强物的性能比较接近，而与晶须或纤维类小尺寸增强物的性能差别较大。因为增强物薄片在二维方向上的尺寸相当于结构件的大小，因此增强物中的缺陷可以成为长度和构件相同的裂纹的核心。 由于薄片增强的强度不如纤维增强相高，因此层状结构复合材料的强度受到了限制。然而，在增强平面的各个方向上，薄片增强物对强度和模量都有增强，这与纤维单向增强的复合材料相比具有明显的优越性。 1.1.3纤维增强复合材料 金属基复合材料中的一维增强体根据其长度的不同可分为长纤维、短纤维和晶须。长纤维又叫连续纤维，它对金属基体的增强方式可以以单项纤维、二维织物和三维织物存在，前者增强的复合材料表现出明显的各向异性特征，第二种材料在织物平面方向的力学性能与垂直该平面的方向不同，而后者的性能基本是个向同性的。连续纤维增强金属基复合材料是指以高性能的纤维为增强体，金属或他们的合金为基体制成的复合材料。纤维是承受载荷的，纤维的加入不但大大改变了材料的力学性能，而且也提高了耐温性能。 短纤维和晶须是比较随机均匀地分散在金属基体中，因而其性能在宏观上是各向同性的；在特殊条件下，短纤维也可以定向排列，如对材料进行二次加工（挤压）就可达到。 当韧性金属基体用高强度脆性纤维增强时，基体的屈服和塑性流动是复合材料性能的主要特征，但纤维对复合材料弹性模量的增强具有相当大的作用。 按基体类型分 主要有铝基、镁基、锌基、铜基、钛基、镍基、耐热金属基、金属间化合物基等复合材料。目前以铝基、镁基、钛基、镍基复合材料发展较为成熟，已在航天、航空、电子、汽车等工业中应用。在这里主要介绍这几种材料 1.2.1铝基复合材料 这是在金属基复合材料中应用最广的一种。由于铝合金基体为面心立方结构，因此具有良好的塑性和韧性，再加之它所具有的易加工性、工程可靠性及价格低廉等优点，为其在工程上应用创造了有利条件。再制造铝基复合材料时通常并不是使用纯铝而是铝合金。这主要是由于铝合金具有更好的综合性能。

高性能复合材料发展现状与发展方向

8 高性能复合材料发展现状与发展方向 8.1 国内复合材料发展现状与发展方向 复合材料学界较普遍认为我国复合材料发展中亟待研究解决下列问题： （1）在发展复合材料新品种的同时，注意发展复合材料构件的制造技术，特别是先进制造技术； （2）在研究复合材料构件无损检测方法的同时，加紧研究制定无损评价标准。 其中有五个问题是研究重点： ①增强纤维的研制、生产与供应； ②复合材料低成本生产技术； ③新工艺、新设备的研制与发展； ④复合材料生产环境及回收利用； ⑤国际大环境与市场经济条件下我国复合材料发展的对策。 8．1．1 航天功能复合材料的现状与展望 （1）引言 《美国国防部关键技术计划》指出：“下一代复合材料结构的研究将侧重于材料的多功能性能方面”。 20世纪90年代初、中期，美国用于这方面的研究经费为（1.7~1.8）亿美元/年。 功能复合材料的成功应用，使先进战略导弹弹头的有效载荷与结构重量之比大幅度提高（达到4:1），并实现了小型化、被动滚控和强突防。同时具有全天候能力和百米级命中精度。 （2）航天高技术对功能复合材料的要求 1）军事对抗要求 航天高技术对功能复合材料的军事对抗要求包括： ①生存性（全天候、突防、隐身、探测—透波）； ②小型化、轻质化（结构—功能一体化、多功能一体化）； ③高精度（稳定外形）。 2）环境要求 航天高技术对功能复合材料的环境要求（即生存性要求）包括： ①防热； ②抗热应力； ③抗侵蚀； ④耐空间原子氧； ⑤耐高低温交变； ⑥耐空间辐射 ⑦阻尼减震。 （3）航天功能复合材料的研究方向与主要研究内容 航天功能复合材料的研究方向包括：防热功能复合材料、透波和多功能复合材料、功能复合材料的加工技术和功能复合材料测试评价技术。 ①防热功能复合材料主要研究内容 防热功能复合材料的研究内容主要包括:先进碳/碳复合材料技术、先进碳/酚醛防热复合材料技术、低成本、碳/碳复合材料、新型防热复合材料探索和防热复合材料修补技术； 探索研究防热复合材料现场诊断与损伤预警。 ②透波、多功能复合材料主要研究内容