智能推送 算法:树脂基碳纤维复合材料成型工艺进展(上3)-复材在线

来源:百度文库 编辑:中财网 时间:2024/05/06 11:24:56
穿刺技术与缝合技术的出现和应用极大改进了复合材料的断裂韧性,意味着复合材料能够承受更高冲击强度和剥离应力。事实上,Z向增强技术已用于GE90发动机风扇叶片,对强度要求的部位进行加强。在飞机上,该技术用于泡沫夹芯蒙皮结构,是传统上采用的铝蜂窝结构的挤压强度的3倍。该技术比缝合技术更具发展潜力,主要是因为其节省了高成本的缝合机,尺寸不受限制,特别是能够进行局部结构的加强,因此是未来飞机机体应用的关键技术。

    (3) 三维机织

    该工艺目前已经广泛用于复合材料工业,主要用于生产单层、宽幅织物,作为复合材料的增强体。三维异型整体机织技术是国外上世纪80年代发展起来的高新纺织技术,它创造了一类新的复合材料结构形式。采用三维异型整体机织技术制造的复合材料制件具有整体性和力学的合理性两大特点,是一种高级纺织复合材料。三维异型整体机织技术的突出特点是纺织异型整体织物,如T形、U形、工形、十字形等型材和圆管等,灵活的机织工艺还可以创造出许多新的复杂形状织物。

    目前主要开展纤维束排列布局的设计、编制工艺过程的动态模拟,实现三维异型整体机织的自动化、提高三维机织复合材料的质量和生产率、加速三维异型整体机织复合材料的发展和推广应用。国外还利用三维机织技术在飞机和发动机的其它结构上进行了验证,如飞机的T型框、带加强筋的壁板、发动机安装架等,最先进的是在Scramjet发动机原型机上应用了三维机织蜂窝夹芯复合材料燃烧室,材料为陶瓷基复合材料,其采用三维机织的最大益处是形成整体燃烧室结构,解决了由一般制造方法带来的连接和泄漏问题。

    (4) 编织

    编织是一种基本的纺织工艺,能够使两条以上纱线在斜向或纵向互相交织形成整体结构的预成形体。这种工艺通常能够制造出复杂形状的预成形体,但其尺寸受设备和纱线尺寸的限制。在航空工业,目前该技术主要集中在编织的设备、生产和几何分析上,最终的目的是实现完全自动化生产,并将设备和工艺与CAD/CAM进行集成。该工艺技术一般分为两类,一类的二维编织工艺,另一类是三维编织工艺。

    传统的二维编织工艺能用于制造复杂的管状、凹陷或平面零件的预成形体,它与其它纺织技术相比成本相对较低。它的研究主要集中在研发自动化编织机来减少生产成本和扩大应用范围。它的关键技术包括质量控制、纤维方向和分布、芯轴设计等。它在航空工业的应用包括制造飞机进气道和机身J 型隔框。该技术通常与RTM和RFI技术结合使用,另外也可以与挤压成形和模压成形联合使用。其应用水平在洛克希德?马丁公司生产F-35战斗机进气道制造中最能体现其先进性,加强筋与进气道壳体是整体结构,减少了95% 的紧固件,提高了气动性能和信号特征,并简化了装配工艺。为了克服二维编织厚度方面强度低的问题,开发了三维编织技术,为制造无余量预成形体提供了可能。但是该技术同样受到设备尺寸限制。