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浅谈复合材料设备设计中常见的问题

作者:未知

  摘要:过去,由于复合材料具备较多优点,比如它具有良好的比强度,比规模量比较大,可行性以及设计性强,减震性能好,同时还具有较好的耐疲劳性,更好的耐腐蚀性能力和安全性能等一些优点,而这些优点使复合材料在航天技术方面等被广泛的应用。在本次研究中,我们根据复合材料的发展历程进行深入研究,基于其在飞机上使用的一些具体情况的前提下,剖析复合材料设备在当今社会中所存在的一些问题,并且提出一些解决问题的方法。
  关键词:复合材料;飞机;设计;科技
  在航天技术中因为战斗机所需要的不同要求,我们则要采用不同的高新科技,在复合材料中由于他的要求比较高,而且在性能方面要求也比较全面,设计方面难度比较大,我们需要进行综合优化。所以復合材料是当今社会技术发展中水平最先进的技术。在我国60年代期间已经开始将复合材料应用于飞机研究上,在70年代的时候,我们技术人员成功的研制第一个由复合材料制造的飞机构件,在80年代的时候,我们就实现了运用复合材料进行批量生产。这也就成功的使复合材料更上一个新的阶段。
  一、复合材料在技术中的应用
  复合材料在当今航天技术中我们可以分为三种,①复合材料它可以应用于一些比较简单的部件,例如不同种类的口盖上,飞机舱门的起落架等等②还可以运用在承受能力比较大的一些主要结构上,例如全动平尾,飞机机翼和飞机前机身断等③还可以使用在有较强的承受力和复杂受力的结构中,例如飞机机身和中央翼盒等。复合材料在航天技术上的应用非常广泛,而且有一定的比强度,比刚度也比较高,而且它的性能设计也比较好,我们将复合材料,用在飞机的本身不仅可以大大减轻飞机本身的重量,而且还可以改善气动弹性特征,从而大大提高飞机的使用性能,我国的飞机中直升飞机上所使用的复合材料也已经达到了结构质量中的60%~80%,因此,复合材料已经成为了衡量飞机在结构中的重要指标之一。但是复合材料在安全性和经济性之间比军用飞机上的应用又比较低落后。民用飞机中最基础的是飞机的安全性能可靠。在我们经过日积月累的实践中,在以后的民机上我们会进一步的来增加复合材料的使用。
  二、复合材料所遇到的问题
  我国与其他发达国家相比较而言,在我国军事方面复合材料的使用量并不是特别高,其他发达国家而言,复合材料的使用量上已经超过了50%,在美国民用客机上所使用的复合材料已经超过了50%,但是在我国中所使用的复合材料却仅仅占飞机结构中总量的2%,所以我国在复合材料中所需要的产量还是不能够达到足够满足。在研究中表明最难解决的技术问题则是复合材料的结构效率和可靠性的矛盾,材料中最大的难题则是复合材料中的性能分散性和环境中的因素。然而当前研究中。然而导致复合材料发展停滞不前的原因之一则是基础研究科技不足和在技术中不能实现突破性,所以我国首要的责任是基础科技研究的发展,坚持探讨研究科技,把生产和应用两相结合,从来促进我们国家复合材料的发展。
  三、研究中的问题
  ①设计问题
  研究技术中设计的思想和理念是设计问题中的首要问题,其次则是方法。而问题中的关键是复合材料中的具体设计,当前我国的设计人员缺乏技术经验和缺乏整体结构中的设计。设计当中,我们还要把低成本的设计思想和理念融相结合,根据不一样的设计方案来做对比和分析。
  ②制造问题
  在研究技术中,最关键的技术问题是制造问题。在当前技术研究中最基本的首要技术是研究发展共固化,共胶接和二次交接等问题,在制造中共固化是由两个以上的一些零件经过一次固化成型从而制造成整体制件,而共胶接则是把一个或者是多个固化成形,在固化中胶结成整体制件的一种工艺方法,而二次胶接它是通过多个已经固化的复合材料经过胶接从而连接在一起,在期间会出现化学和热的一些反应,是胶的固化,而且这也是复合材料所需要用到的技术。接着我们研究如何发展复合材料自动化的问题。制造中最困难的是手工制造,在只要过程中如果尺寸比较过大,在铺贴的时候需要搭跳板,这样就会降低效率,从而大大增加劳动成本。整个制造工艺过程中,我们必须要做到十分小心。如果在制造中制造不当将造成报废,制造成本也会大大增加。
  ③其他技术
  技术设计中模具,检测和技术材料都会涉及到复合材料的整体成形型。在设计中所使用的模具大而且比较复杂,成本也比较高,所以我们要注意合理设计,并且能够综合多个因素对设计方案进行不断改进和完善,在实际设计时需要严格按照方案进行规范化设计。同时在设计中质量保证中最重要的手段则是复合材料的检测需要做到无损坏。所需材料中最主要的是胶粘剂,因此我们需要研究性能比较高的胶粘剂和耐高温所使用的胶粘剂。
  四、复合材料设备设计的应用
  在当前航空航天技术领域中,复合材料正应用广泛,复合材料有以下优点①在技术当中复合材料不仅可以减轻结构本身的重量,还可以大大降低制造中所需要的成本。②在整体技术当中,复合材料在承受结构机械的连接当中,因为大多使用的固件是钛合金,所以它所需要的成本中也比较高,在技术配备中,我们还要防止电化腐蚀,时间比较长也比较费力,然则成本高,我们为了降低所需成本,所以需要大量减少紧固件然而,从而减轻结构的重量。③根据总体的设计技术而言,则需要采用整体成形技术,从而来实现整体设计和布局。④在技术中,采用成形技术不仅在结构上可以减少技术分段和对接,无间隙,无台阶,这样可以使机体的表面呈现出光滑完整。大大降低雷达反射的面积,并提高了它的的隐身性能。技术性能中最重要的指标则是隐身性能,在整体成形技术中复合材料不仅可以避免这些缺点,它的隐身性能也可以大大提高。通过技术研究表明,复合材料不仅可以满足结构中的总体性能,还可以在减少零件和紧固件数量的基础上,可以使成本降低。
  结语
  总而言之,我国经过多年来的技术研究,以及在航天技术领域中的不断发展进步,复合材料相关理论内容已经形成一定的体系,在技术方面也能够达到生产要求,但总体来看与其他发达国家比较还是有一定的差距,因此在社会不断发展的背景下有关研究学者还需要对复合材料进行下一步的研究,以使复合材料设备能够在航天领域中得到广泛的应用。
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  (作者单位:1.衡水优捷特石油设备科技有限公司;2.冀州中意复合材料股份有限公司)
论文来源:《科学与技术》 2019年8期
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