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变刚度复合材料加筋壁板的压缩试验及仿真研究

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航空科学技术 2024年第3期35卷 41-46页

作者：原崇新潘杰屈蒙谭源董青海党磊李志远中国商飞北京民用飞机技术研究中心北京102211 上海飞机制造有限公司上海201324

受益于自动铺丝等自动化制造技术,曲线纤维复合材料的工程应用已经成为现实,但曲线纤维复合材料在加筋壁板上的性能优势仍缺乏相应的试验数据验证。本文对比分析了直线纤维与优化后的曲线纤维复合材料加筋壁板的压缩性能,采用了自动铺... 详细信息

受益于自动铺丝等自动化制造技术,曲线纤维复合材料的工程应用已经成为现实,但曲线纤维复合材料在加筋壁板上的性能优势仍缺乏相应的试验数据验证。本文对比分析了直线纤维与优化后的曲线纤维复合材料加筋壁板的压缩性能,采用了自动铺丝工艺分别制造了直线纤维面板和曲线纤维面板,并与固化好的工形长桁进行二次固化,然后对两种类型的试验件进行压缩性能测试。试验结果表明,直线加筋壁板复合材料的压缩载荷为116.27kN,而优化后曲线纤维加筋壁板的压缩载荷为151.62kN。对两种形式的加筋壁板进行了有限元仿真,并与试验结果进行对比。仿真结果表明,直线纤维加筋壁板因为较早地出现了面板屈曲并随之与工形长桁脱黏,最后长桁被压溃而导致整个结构失效。而曲线纤维加筋壁板因为屈曲强度较高,在临近失效时才发生脱黏,并导致最终的压溃。

关键词：曲线纤维复合材料加筋壁板压缩脱胶工形长桁

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大型民机复合材料翼梁R区褶皱力学性能研究

高科技纤维与应用 2024年第3期49卷 24-26页

作者：樊维超仇翯辰方亚宁穆晓光中国商飞上海飞机制造有限公司复合材料中心上海200123 中国商飞北京民用飞机技术研究中心民用飞机结构与复合材料北京市重点实验室北京102211

翼梁是飞机主盒段结构的重要组成部件,在国际主流的大型民机中,翼梁采用T800级碳纤维复合材料制造;R区结构是翼梁的重要结构特征,其力学性能通常直接决定着翼梁产品的优劣。本文针对复合材料翼梁制造过程中存在的R区褶皱缺陷,制定R区褶... 详细信息

翼梁是飞机主盒段结构的重要组成部件,在国际主流的大型民机中,翼梁采用T800级碳纤维复合材料制造;R区结构是翼梁的重要结构特征,其力学性能通常直接决定着翼梁产品的优劣。本文针对复合材料翼梁制造过程中存在的R区褶皱缺陷,制定R区褶皱缺陷定量化标定方法,通过曲梁四点弯试验测试方法,对含R区缺陷和不含R区缺陷的试验件进行测试,研究其R区力学性能差异,为翼梁R区结构设计和产品接收标准的制定提供数据支持。

关键词：复合材料翼梁 R区褶皱

基于文献计量法的民机制造技术体系建设及技术预见探析

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科技管理研究 2022年第4期42卷 53-59页

作者：朱天聪张虎翼中国商飞上海飞机制造有限公司上海201324

针对目前缺乏立足于技术体系研究我国民机制造技术预见和发展的问题,以我国民用飞机总装制造中心S公司为研究对象,采用文献计量法,选取中国知网数据库中相关文献数据,运用CiteSpace软件进行文献关键词共现、聚类分析,将民机制造技术划... 详细信息

针对目前缺乏立足于技术体系研究我国民机制造技术预见和发展的问题,以我国民用飞机总装制造中心S公司为研究对象,采用文献计量法,选取中国知网数据库中相关文献数据,运用CiteSpace软件进行文献关键词共现、聚类分析,将民机制造技术划分为应用基础研究、关键共性技术、前沿颠覆性技术3类包括8个知识子群,建立民机制造技术体系,并对各知识子群开展技术预见分析。分析表明,复合材料、飞机装配、铝锂合金、力学性能、民用飞机等是我国民机制造主要研究内容,2009—2013年和2014—2020年两阶段研究分别侧重于制造广度和制造深度,其中力学性能、大型客机、变形知识子群侧重应用基础研究,数字化装配、复合材料、铝锂合金知识子群侧重关键共性技术研究,原位成型、挖补修理知识子群则侧重于前沿颠覆性技术研究。最后提出加强投入应用基础研究、重点推进关键共性技术研究和提前布局前沿颠覆性技术研究等对策建议。

关键词：民机制造技术预见技术体系文献计量法知识图谱

一种含目视几乎不可见损伤(BVID)复合材料层压板面内失效准则的双轴加载验证

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复合材料学报 2022年第2期39卷 845-853页

作者：邱雪琼陈琳李永行中国商飞上海飞机制造有限公司复合材料中心上海200123 中国商飞北京民用飞机技术研究中心民用飞机结构与复合材料北京市重点实验室北京102211

在复合材料飞机结构设计中,由于应力的铺层相关性,工程上通常采用应变进行结构强度预测。另外,复合材料飞机需考虑损伤容限设计,必须对含损伤,尤其是目视几乎不可见损伤(Barely visible impact damages,BVID)结构的适航符合性进行评估... 详细信息

在复合材料飞机结构设计中,由于应力的铺层相关性,工程上通常采用应变进行结构强度预测。另外,复合材料飞机需考虑损伤容限设计,必须对含损伤,尤其是目视几乎不可见损伤(Barely visible impact damages,BVID)结构的适航符合性进行评估。因此,民用飞机结构设计上更需要基于应变的并考虑含损伤的复合材料失效准则来预测结构强度。本文介绍了一种复合应变失效判据,为验证该失效判据的保守性,设计了面内双轴加载试验,对含BVID损伤的准各向同性铺层T800级碳纤增强环氧树脂基复合材料层压板进行了各种工况的面内失效测试。通过设计双轴加载载荷比,实现了不同的拉伸、压缩、剪切复合加载工况。理论分析与试验结果对比显示,理论方法的失效载荷约为试验失效载荷的80%。此方法的保守性和准确度既满足了结构安全性需求又不会引入不必要的结构质量,适合于实际工程应用。

关键词：复合材料层压板面内失效双轴加载目视几乎不可见损伤(BVID) 有限元分析(FEA)

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基于贝叶斯理论的热电偶合格判定风险

计量与测试技术 2022年第2期49卷 57-62页

作者：马周杨野刘晓晗马伟上海飞机制造有限公司中国商飞计量测试中心

民用航空用易耗型廉金属热电偶的指标要求远高于其他行业,但在进行计量确认时,一般忽略了测量不确定度的影响,带来了较大的质量风险。本文基于贝叶斯理论,对测量过程和测量不确定度对易耗型廉金属热电偶符合性判断的特定消费者风险和全... 详细信息

民用航空用易耗型廉金属热电偶的指标要求远高于其他行业,但在进行计量确认时,一般忽略了测量不确定度的影响,带来了较大的质量风险。本文基于贝叶斯理论,对测量过程和测量不确定度对易耗型廉金属热电偶符合性判断的特定消费者风险和全局消费者风险进行分析。探究不同测量过程和不确定度下的决策错误率风险,并提出了降低风险的方法,为易耗型廉金属热电偶的计量确认提供了参考。

关键词：测量不确定度合格判定热电偶贝叶斯风险

等离子体处理对航空复合材料胶接性能的影响研究

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纤维复合材料 2022年第3期39卷 48-53页

作者：陈俊林董柳杉余永波赵冲晏冬秀中国商飞上海飞机制造有限公司复合材料中心上海201324

本文探讨了等离子体处理对航空用高温固化环氧复合材料的表面状态及胶接性能的影响。利用光学照相、静态接触角及红外测温等方式初步考察了表面处理过程中复合材料表面状态的变化情况,揭示了复合材料表面的强烈相互作用行为以及随之产... 详细信息

本文探讨了等离子体处理对航空用高温固化环氧复合材料的表面状态及胶接性能的影响。利用光学照相、静态接触角及红外测温等方式初步考察了表面处理过程中复合材料表面状态的变化情况,揭示了复合材料表面的强烈相互作用行为以及随之产生的物理化学特征;进一步对经不同等离子参数处理的复合材料胶接试验件进行I型层间断裂韧性测试。结果表明,G_(IC)性能可优化到834J/m^(2),相比于空白试样提升约22%,揭示了等离子体对提升复合材料胶接面结合力的正向作用。

关键词：等离子复合材料胶接断裂韧性

聚丙烯自增强复合材料力学性能的温度效应研究

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航空制造技术 2023年第22期66卷 99-105页

作者：王安威潘利剑刘佳张舒吴佳木岳广全戎笑远东华大学纺织学院上海201620 东华大学民用航空复合材料协同创新中心上海201620 中国商飞上海飞机制造有限公司上海201324 苏州天翊复合材料有限公司苏州215513

聚丙烯自增强复合材料(All-PP)的增强体和基体为同一种聚合物聚丙烯,其力学性能对温度极为敏感,研究其力学性能的温度效应对该材料的使用和热冲压成型具有重要的指导意义。本文采用差示扫描量热仪(DSC)表征了All-PP材料的热性能,测试了... 详细信息

聚丙烯自增强复合材料(All-PP)的增强体和基体为同一种聚合物聚丙烯,其力学性能对温度极为敏感,研究其力学性能的温度效应对该材料的使用和热冲压成型具有重要的指导意义。本文采用差示扫描量热仪(DSC)表征了All-PP材料的热性能,测试了–40~120℃范围内All-PP材料力学性能,并利用扫描电子显微镜(SEM)表征了不同温度条件下材料破坏界面,对其温度效应进行了综合分析。结果表明,All-PP的玻璃化转变温度(T_(g))为–11.5℃,拉伸强度随着温度的上升呈现出先增后减的趋势,在–20℃时达最大值118.5 MPa,低于该温度时发生界面脱黏,导致拉伸强度下降;断裂伸长率随温度的上升而增大;玻璃态时弹性模量始终维持在4.86 GPa左右,几乎不受温度影响,温度提升至–10℃时弹性模量开始随着温度上升而减小;弯曲模量随温度的升高而降低,在–10℃时降幅突增;层间剪切强度在20~120℃温度范围内呈线性下降,但在低温环境(–40~0℃)下受温度影响不大;微观形貌显示随着温度的上升,剪切破坏模式由界面脱黏转变为以基体破坏为主。

关键词：聚丙烯自增强复合材料力学性能温度效应

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基于机器学习的连接器缩针弯针检测系统研究

自动化与仪表 2022年第12期37卷 57-60,66页

作者：韩亦歌姚宇珂杨旭伟魏士皓中国商飞5G工业创新中心上海201324 上海飞机制造有限公司上海201324

民用飞机连接器的针脚缺陷是飞机制造过程中的顽疾之一,对于连接器针脚缺陷的检测是对飞机制造质量控制的基础。由于航空连接器种类以及针脚类型繁多,并且不存在标准的数据库,对于连接器针脚的机器视觉检测方式具有挑战;该文介绍了连接... 详细信息

民用飞机连接器的针脚缺陷是飞机制造过程中的顽疾之一,对于连接器针脚缺陷的检测是对飞机制造质量控制的基础。由于航空连接器种类以及针脚类型繁多,并且不存在标准的数据库,对于连接器针脚的机器视觉检测方式具有挑战;该文介绍了连接器出现缩针弯针等缺陷时对飞机产生的影响和检测的必要性,阐述对连接器检测技术的国内外发展现状,分析各自优缺点,重点介绍了机器视觉检测方法,综合飞机生产制造过程中的实际应用,从实验的角度,提出对于连接器针脚缺陷检测面临的难点和可能的解决方案。该文的主要创新点,就是率先把利用机器学习训练缺陷样本的测试方法运用到了航空电连接器的插针测试,相比与传统的人工测试而言,这个方式精度高、重复性好,而且测试结果还带有可追溯性,更适宜于在工业现场开展电连接器的插针测试,因此有着相当的实用性。

关键词：连接器机器学习机器视觉飞机制造

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超声振动辅助孔挤压强化装置研制及试验

机械制造与自动化 2023年第5期52卷 55-59页

作者：凡志磊刘飞梁勇楠苏宏华徐九华葛恩德中国商飞上海飞机制造有限公司上海200436 南京航空航天大学机电学院江苏南京210016

为探究超声振动辅助孔挤压强化工艺,设计超声振动辅助孔挤压强化装置。利用ANSYS软件对设计的装置进行模态分析,测量装置的谐振频率及位移,开展孔结构件挤压强化试验。研究结果表明:模态分析中装置的谐振频率为25 542.5 Hz,测试装置的... 详细信息

为探究超声振动辅助孔挤压强化工艺,设计超声振动辅助孔挤压强化装置。利用ANSYS软件对设计的装置进行模态分析,测量装置的谐振频率及位移,开展孔结构件挤压强化试验。研究结果表明:模态分析中装置的谐振频率为25 542.5 Hz,测试装置的谐振频率为26 918 Hz,相对误差为5.39%;测量装置中挤压芯棒工作环部位的位移,其最大值为3.38μm;与无超声挤压强化相比,超声挤压强化后孔壁表面粗糙度降低程度大,装配孔直径增加范围为6~17μm。

关键词：超声振动孔挤压强化装置挤压芯棒复合强化工艺