工程与技术 ENG INEER ING& TECHNOL0GY 开幕式当天举行了一个颁奖仪|上最大的复合材料整体油箱,装油量为复合材料应用的新进展 式奖励有革新性的复合材料的应用。A340600平尾的3倍。其复合材料体 从展会上明显可见,复合材料正处 今年共有6个项目获奖,分别来自航系为高强度中模量碳纤维和韧性环氧于蓬勃发展的新阶段,其突出的特点是 空航天地面运输、舰船应用、建筑、能树脂体系,已在EFE200和4A340-500应用向多领域扩展,应用的规模越来越 源和工业、运动器材6个领域,是从每600上用过。在制造中则采用了ATL大,复合材料制件的尺寸越来越大带 个领域选出的一个有代表性的项目。(自动铺带)、AFP(自动纤维铺放)以动了设计手段、制造工艺方法和设备以 航空航天领域的获奖项目是用于复合及RTM、共固化/共胶接等多项低成及各种原材料向着与之相适应的水平 材料零件制造的“ " seER FM成本分本的新技术。取证的依据是FAR25、发展和提高 析软件”,是由 G abrath软件设计公司MR25,还有AC20-107A,复合材料飞1航空航天 研发的,空客英国公司参与了开发,该机结构:以及欧洲与之对应的文件 航空航天领域历来是先进复合材 软件主要用于复合材料零件制造中的AC25603,复合材料飞机结构,1986·料的重要领域之一,近年来又有了新的 成本分析,有助于选择合适的制造方整个研制和验证过程严格遵照BBA飞跃式发展,这就是在大型民用飞机上 法,降低成本。该软件从204年问世(积木式方法)进行,这也便于最后通开始了大规模应用复合材料:欧洲空客 后已获得广泛应用,世界上主要的飞过鉴定验收和取证,美国斯坦福大学的公司的大型客机A380,全机复合材料 机制造厂商,如空中客车波音、洛克报告介绍了减薄复合材料的铺层为复合量达到结构总重的20%以上美国波音公 希德,马丁和诺斯罗普,格鲁门公司等材料结构性能带来的一系列好处。其用司最新研制的波音787,复合材料用量也 均应用了这个软件,进一步还会推向日本的 Fukui方法铺层时可将12K的丝高达50%,其机身、机翼等主结构几乎全 其他领域 束由16mm展宽到32m,使铺层相应由复合材料制成。在本次会议上,空客公 今年 SAM PE会议的形式发生了一变薄,单层厚度由0125m减到司较详细地介绍了A380上复合材料的 些变化,未设统一的主会场和分会场,而005m。这样形成的层压板可减少裂情况及全复合材料平尾的研制要点 是组织了4个技术论坛,共作了23个报纹,不易分层,提高了设计的许用应变为发展大型飞机复合材料机身技 告;不出统一的论文集, 论坛单独值,简化了铺层递减,优化层压板设计,术,欧洲正在执行一个“SWK”计划, 出论文集。4个论坛的主题分别是:海上能够减轻重量,降低成本。世界著名的软目标要求减重30%,成本下降40%。欧 舰船应用,要点是如何提高舰船制造中件公司 V ISTAGY的报告介绍了其洲为此开始了大量的预研工作。德国宇 的性能:航空航天应用,要点是如何降低| FiberS my软件在向设计大型飞机结构航中心在会上展出了一个全复合材料 复合材料生产的成本;地面大规模运输的高层次发展,包括机身和机翼等大型机身样段,连座椅都是复合材料的。空 面的应用,要点是强调服务于安全的构件。他们认为,未来的复合材料设计客公司展出的制件有A380大型襟翼 特点与性能;汽车领域的应用,要点是新和制造技术必将集成许多要素,每一要舱构件,整体构架式翼肋、机身后承压 兴的复合材料从设计、原材料制造工艺素对总体效果均是极为重要的。同时,框等。荷兰的国家宇航试验室NLR则 如何面对竞争的需要。这4个领域代表复合材料工程正变得更为复杂并不断展出了复合材料起落架构件(图1), 了目前复合材料应用和研发的热点。下要求有新的工具和方法,其将综合新的预示着继机尾翼、机身之后,起落架亦 面主要介绍航空领域的情况。 材料、不同的过程和更加自动化的制造开始了应用复合材料的进程 航空方面的技术论坛共有6个技方法,促进设计制造一体化技术的发 2汽车工业 术报告,其核心还是要降低成本,特别展。 Fiber s mm将是大型复合材料工程除航空航天外,工业领域的应用是 是生产制造成本来自EADS的报告详项目成功的奠基石其他几个报告则分一个更主要、发展更为迅速的领域。其 细介绍了复合材料在其超大型客机别论述了复杂零件的缝纫复合材料和中汽车工业基于希望减轻车体重量,节 A380上的应用以及其水平尾翼的研RTM成形技术,优化的钻孔和铣切的省燃油,改进耐蚀性和改观表面质量, 制。该报告提到的平尾半展长19m,大机加技术以及工业化的无损检测质控对复合材料的需求空前高涨。本次会上 于A320的机翼(其半展长15m),面技术等,均符合低成本制造技术的主展出了大量汽车复合材料零部件,特别 积达205m2,平尾内装燃油,号称世界题。 是展出了许多台全复合材料整车。美国 C1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouseAllrightsreservedhttp://www.cnki.net 40 航空维修与工程2005/5航空维修与工程 2005/ 5 工程与技术 ENGINEERING & TECHNOLOGY 开 幕 式 当 天 举 行 了 一 个 颁 奖 仪 式，奖励有革新性的复合材料的应用。 今年共有 6 个项目获奖，分别来自航 空航天、地面运输、舰船应用、建筑、能 源和工业、运动器材 6 个领域，是从每 个领域选出的一个有代表性的项目。 航空航天领域的获奖项目是用于复合 材料零件制造的“SEER-DFM 成本分 析软件”，是由 Galorath 软件设计公司 研发的，空客英国公司参与了开发。该 软件主要用于复合材料零件制造中的 成本分析，有助于选择合适的制造方 法，降低成本。该软件从 2004 年问世 后已获得广泛应用，世界上主要的飞 机制造厂商，如空中客车、波音、洛克 希德·马丁和诺斯罗普·格鲁门公司等 均应用了这个软件，进一步还会推向 其他领域。 今年 SAMPE 会议的形式发生了一 些变化，未设统一的主会场和分会场，而 是组织了 4 个技术论坛，共作了 23 个报 告;不出统一的论文集，而是各论坛单独 出论文集。4 个论坛的主题分别是：海上 舰船应用，要点是如何提高舰船制造中 的性能；航空航天应用，要点是如何降低 复合材料生产的成本；地面大规模运输 方面的应用，要点是强调服务于安全的 特点与性能；汽车领域的应用，要点是新 兴的复合材料从设计、原材料制造工艺 如何面对竞争的需要。这 4 个领域代表 了目前复合材料应用和研发的热点。下 面主要介绍航空领域的情况。 航空方面的技术论坛共有 6 个技 术报告，其核心还是要降低成本，特别 是生产制造成本。来自 EADS 的报告详 细 介 绍 了 复 合 材 料 在 其 超 大 型 客 机 A380 上的应用以及其水平尾翼的研 制。该报告提到的平尾半展长 19m，大 于 A320 的机翼 （其半展长 15m），面 积达 205m2 ，平尾内装燃油，号称世界 上最大的复合材料整体油箱，装油量为 A340-600 平尾的 3 倍。其复合材料体 系为高强度中模量碳纤维和韧性环氧 树脂体系，已在 EF2000 和 A340- 500 /600 上用过。在制造中则采用了 ATL （自动铺带）、AFP（自动纤维铺放）以 及 RTM、共固化 / 共胶接等多项低成 本的新技术。取证的依据是 FAR25、 JAR25，还有 AC20-107A ，复合材料飞 机 结 构 ； 以 及 欧 洲 与 之 对 应 的 文 件 ACJ25 .603，复合材料飞机结构，1986。 整个研 制 和 验 证 过 程 严 格 遵 照 BBA （积木式方法）进行，这也便于最后通 过鉴定验收和取证。美国斯坦福大学的 报告介绍了减薄复合材料的铺层为复合 材料结构性能带来的一系列好处。其用 日本的 Fukui 方法铺层时可将 12K 的丝 束由 16mm 展宽到 32mm，使铺层相应 变 薄 ， 单 层 厚 度 由 0.125mm 减 到 0.0625mm。这样形成的层压板可减少裂 纹，不易分层，提高了设计的许用应变 值，简化了铺层递减，优化层压板设计， 能够减轻重量，降低成本。世界著名的软 件 公 司 VISTAGY 的 报 告 介 绍 了 其 Fiber SIM 软件在向设计大型飞机结构 的高层次发展，包括机身和机翼等大型 构件。他们认为，未来的复合材料设计 和制造技术必将集成许多要素，每一要 素对总体效果均是极为重要的。同时， 复合材料工程正变得更为复杂并不断 要求有新的工具和方法，其将综合新的 材料、不同的过程和更加自动化的制造 方法，促进设计制造一体化技术的发 展。Fiber SIM 将是大型复合材料工程 项目成功的奠基石。其他几个报告则分 别论述了复杂零件的缝纫复合材料和 RTM 成形技术，优化的钻孔和铣切的 机加技术以及工业化的无损检测质控 技术等，均符合低成本制造技术的主 题。 复合材料应用的新进展 从展会上明显可见，复合材料正处 于蓬勃发展的新阶段，其突出的特点是 应用向多领域扩展，应用的规模越来越 大，复合材料制件的尺寸越来越大，带 动了设计手段、制造工艺方法和设备以 及各种原材料向着与之相适应的水平 发展和提高。 1.航空航天 航空航天领域历来是先进复合材 料的重要领域之一，近年来又有了新的 飞跃式发展，这就是在大型民用飞机上 开始了大规模应用复合材料：欧洲空客 公司的大型客机 A380，全机复合材料用 量达到结构总重的 20%以上。美国波音公 司最新研制的波音 787，复合材料用量也 高达 50%，其机身、机翼等主结构几乎全 由复合材料制成。在本次会议上，空客公 司较详细地介绍了 A380 上复合材料的 情况及全复合材料平尾的研制要点。 为发展大型飞机复合材料机身技 术，欧洲正在执行一个“SWK”计划， 目标要求减重 30%，成本下降 40%。欧 洲为此开始了大量的预研工作。德国宇 航中心在会上展出了一个全复合材料 机身样段，连座椅都是复合材料的。空 客公司展出的制件有 A380 大型襟翼 舱构件，整体构架式翼肋、机身后承压 框等。荷兰的国家宇航试验室 NLR 则 展出了复合材料起落架构件 （图 1）， 预示着继机尾翼、机身之后，起落架亦 开始了应用复合材料的进程。 2.汽车工业 除航空航天外，工业领域的应用是 一个更主要、发展更为迅速的领域。其 中汽车工业基于希望减轻车体重量，节 省燃油，改进耐蚀性和改观表面质量， 对复合材料的需求空前高涨。本次会上 展出了大量汽车复合材料零部件，特别 是展出了许多台全复合材料整车。美国 !