不连续LFT复合材料结构在航空航天领域的应用.pdf

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1、复合材料世界不连续LFT复合材料结构在航空航天领域的应用DiscontinuousLFTCompositesforStructuralAerospaceApplications利用复合材料替代金属结构在新型飞机上已经取得了很大的进步，如空客A350和波音787的复合材料使用量已经超过了50%。VincentLabatutJamesMyersSteIia宇航公司GreeneTweed公司项目主管复合材料应用博士大型航空航天构件现在常常使GreeneTweed已经成为Stelia航空（前试，以达到空客生产应用的技术就绪用轻质复合材料进行设计，这是由于身为Aerolia）和Latecoere

2、两大空客水平（TRL）。复合材料具有减重、设计自由度高和飞机结构供应商的动态分包商，正在非连续长纤维复合材料——复使用寿命长等优点。相对于低成本开展采用Carbon/PEEK(聚醚醚酮)杂形状零件的一个可行的的金属三维复杂形状的构件，例如结DLF复合材料作为主要结构构件应替代方案构支架、接头、夹子或其他部件，如果用的合作项目。采用注塑成型则性能太低；如果采用该项目由Stelia宇航公司领导，大多数DLF材料是由短切碳纤传统连续纤维复合材料，由于是复杂在CORAC（CouncilForCivilAeronautics维增强预浸料单向带制备的设定尺的几何形状则很难实现（或不可能）。Rese

3、arch）研发伞下进行，CORAC研寸的“片”或“芯”。根据不同的产品因此，即使现在新型复合材料性能足发伞支持在航空领域的研究和开发，类型，这种短切材料可以随后以散装够高，在飞机上仍然存在很多金属部工作重点为保护环境和可持续发展。（疏松的芯片）或垫（类似于片状模塑件。该目标包括DLF设计分析、预测分塑料，或SMC）的形式压缩成形。短对于注射成型构件（能够制备复析、零件制造和对选定主结构件的测切单向带制备出的DLF复合材料具杂构件，但性能低）和传统的单向带有以下优点：或连续纤维编织复合材料（性能高，（1）增强纤维含量高（体积含量注射模具但结构复杂性有限），非连续长纤维55%~62%或重量

4、比63%~70%），性能（DLF）复合材料有针对性地解决了性能提高优异，而注射成型的最大纤维含量实替代金属半结构和复杂结构构件复际上只有30%~40%；合材料存在的问题，图1所示为DLF几何复杂性增加（2）长纤维增强体（最终成型构替换金属部件趋势。件中长度达13mm或更长）；传统UD铺带及纤维复合材料（3）能够精确控制树脂含量、纤在航空航天领域，多数DLF应用DLF都集中在轻载或非结构部件。近日，图1DLF替换金属部件趋势维单位面积重量和组成材料，UD带2015年第14期·航空制造技术67复合材料世界材料规格和现有OEM材料“谱系”DLF模压成形具有形成复杂特征的的主要结构与座舱结构的

5、连接接头，具有完整的可追溯性，降低了应用风能力，例如模制的孔、肋、凸起、角板、图2所示为Stelia宇航公司机身框架险。法兰，厚度变化、拐角和最小额外处连接配件。在航空航天领域应用的复合材理难度标记的识别能力。此外，随着该项目包括GreeneTweed的料聚合物基体可能是热塑性树脂（通碳纤维复合材料应用水平的提高，第Xycomp碳纤维/PEEKDLF的材料特常是PEEK或PEKK）或热固性树脂。二金属部件如螺纹刀片，螺母板或衬性，基于环境和性能要求对Stelia宇®GreeneTweed的XycompDLF的产品套等在模压过程中可以合并，在进一航公司所选择的组件采用从试样到都集中在PE

6、EK和PEKK热塑性树脂步减少制造过程中的步骤数的同时，组件的金字塔测试方法进行测试。基体材料方面，主要因为其具有以下继续减少重量。其冲击、螺栓孔（拉拔和缺口效应）、湿优点：度、温度、缺陷的影响和疲劳是测试（1）热塑性基体韧性高，能够提CORAC开发项目：机身为主的关键因素。由此产生的材料数据高损伤容限；要结构组件被应用于Stelia宇航公司对Xycomp（2）热/湿影响小，相对于环氧Stelia宇航公司领导的CORACDLF材料许用值的数据筛选，以及支树脂具有极低的吸湿性；项目主要集中在两个不同的具有代持GreeneTweed有限元分析。该项（3）优异的阻燃、低烟、无毒性表性的部分以

7、验证DLF材料的主要目还评估了DLF过程影响，比如物料能，超过了内部应用的所有FAA、结构新设计，两者都基于空客A350流和工艺可重复性，非破坏性检查技EASA和OEM要求；机身结构。Stelia宇航公司生产铝制术，以及模拟和预测建模能力。另外，（4）优良的防火性能，满足5min机身上部连接配件，高负荷起落架阻与Latecoere合作，分析和表征工作高和15min烧穿要求；力由合作伙伴Latecoere分析。部分负载的前起落架托留配件如图3所（