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浅谈波音787对复合材料的大规模应用

2020-10-17  浏览:223次

第一种复合材料几乎没有热膨胀。飞机上常用的铝钛钢,通常热膨胀系数很高。当零件尺寸巨大时,如果温度控制不好,零件讨论或安装孔等接触部门会因温差而产生较大变形,给装配带来很大的难度和额外的加工成本。夏季制造的飞机,结构质量通常不如强调尺度化生之前的冬季。作者在普惠上海思想中心实习期间对温度控制有了新的认识。在加工过程中,加工过程中产生的热量最终可能导致工件不合格甚至报废。普惠公司严格控制温度,全年保持全厂温度恒定。热膨胀系数较高对于现在0.1 mm计算的装配精度来说是一个很大的问题,金属中也有热膨胀系数较低的品种,比如银瓦钢,但是它们极其不耐腐蚀,限制了它们的使用价值。复合材料极低的热膨胀系数吸引了波音等公司。

第三,复合材料的维护。复合材料的修复是一项艰巨的任务。复合材料要求高,维修人员技能好。这是一个多方面的问题,与复合材料本身有关。首先,复合材料的修复通常需要使用树脂基体。虽然复合材料通常是无毒的,但固化剂和促进树脂固化的有机添加剂存在毒性和污染问题。复合材料会受到水分的影响,会储存水分,所以对其要求一定更高。同时复合材料抛光的芯片尺寸很小,惩罚很差。在研磨复合材料之前,通常需要在研磨区域外设置一个非常紧的帐篷。复合材料的修复主要是去除原有的破损区域,补上新的。在实际操作中很难抛光和去除材料。复合材料零件上的一层0.01英寸厚的碳纤维布,要用三层0.03英寸厚的布修补,打磨成1.5英寸宽的斜面。不仅要区分每层纤维布的最终区域,还要打磨成圆形或理想点打磨成椭圆形。很难换算成毫米。数据显示,对于维修基地来说,复合材料的维修难度相当高。复合材料修复难度更大。通常只使用树脂修复,也有其他方法,比如在某些区域用紧固件代替树脂。复合材料不怕腐蚀。通常只能使用钛或莫奈合金制成的紧固件。同时,必须使用特殊的挤压铆钉。在高温合金或钛合金上钻孔非常困难,几个孔是钻头的极限。复合材料散热不好,钻孔难度更大。在F-22的复合材料机翼上钻孔几乎是不可能的,可能需要几个钻头。最后,洛马特开发了金刚石钻头,基本解决了这个问题。也可以看出复合材料的维护是巨大的。

第一,加强人才培养。复合材料构件虽然性能优异,但无法被击中,有时甚至低能量的打击也可能使整个工件报废。复合材料的制造缺陷与本文关系不大,但它们存在于服役损伤时。有两种操作伤害:高能打击和低能打击。高能打击通常是无法阻止的突发事件。低能打击通常是人为失误和日常导航造成的。人事错误应该尽可能地杜绝。与鸟击和闪电运行过程中地面异物FOD等不可控因素相比,人属于实现成本小于力的相对可控的现实。加强人为因素的训练,防止二次伤害。下一步是增加人员的技术培训。复合材料的维修难度高于金属,对人员的要求也需要提高。新工具和设备人员

第二种复合材料更适合集成设计。复合材料的应用,波音可以制造超大的整体零件,尺寸不会因为低膨胀而随温度变化。集成设计已经成为形势的趋势,无论是手机、汽车还是飞机。《超级工厂》有一集是关于pagani的意大利超跑华伊拉的诞生。其中刹车部是典型的一体化设计,从原来的25个零件到一个零件,减重效果相当显著。由此可见,集成设计具有很强的应用前景。787对航空业影响巨大。飞机外面几乎没有铆钉,这是以前不可能发生的。飞机不是在铝框架上铆接金属蒙皮,而是由复合材料制成的圆柱体拼接而成。但是这些部分拼接的时候是铆接的。根据波音公司的数据,由于结构一体化,大约淘汰了1500个铝合金蒙皮和4万到5万个紧固件。这不仅减轻了重量,而且大大降低了装配成本。

三、复合材料的优势

四、复合材料在实践中的问题

上世纪末,波音公司为了获得新的竞争优势,推出了所谓的音速巡洋舰视点模型,赢得了各航空公司的一致好评。然而,911之后,全球航空业已死。索尼克巡洋舰的观点不幸下马。经过慎重考虑,波音高管于2004年推出了sonic cruiser的后续机型——B7E7

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