結(jié)構(gòu)修理專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)01

1、結(jié)構(gòu)修理專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)2012.08.080飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理基礎(chǔ)系列0一、復(fù)合材料的設(shè)計(jì)、損傷與修理 111. 1 什么是復(fù)合材料復(fù)合材料是由兩種或兩種以上的不同材料、不同形狀、不同性質(zhì)的物質(zhì)復(fù)合形成的新型材料。一般由基體材料和功能組元所組成。復(fù)合材料可經(jīng)設(shè)計(jì)，即通過(guò)對(duì)原材料的選擇、各組分設(shè)計(jì)和工藝條件的保證等，使原組分材料優(yōu)點(diǎn)互補(bǔ)，因而呈現(xiàn)了出色的綜合性能。22早期飛機(jī)為復(fù)合材料，由木質(zhì)框架，金屬絲支架和織物組成。焊接鋼質(zhì)框架從20世紀(jì)20年代早期開始代替木質(zhì)框架。輕質(zhì)鋁殼結(jié)構(gòu)則從20世紀(jì)30年代開始采用。到20世紀(jì)50年代完全轉(zhuǎn)變成“全金屬”飛機(jī)的過(guò)程完成。現(xiàn)在，先進(jìn)復(fù)合材料制造（787）。

2、3344556全球鷹無(wú)人偵察機(jī)67B2隱形轟炸機(jī)78TAG公司推出全復(fù)合材料機(jī)體無(wú)人直升機(jī) 8本教材討論的是 玻璃纖維增強(qiáng)塑料（GFRP）、 碳纖維增強(qiáng)塑料（CFRP） 芳綸纖維增強(qiáng)塑料（AFRP） 以及蜂窩夾心結(jié)構(gòu)不包括787上使用的復(fù)合材料。991. 2 復(fù)合材料的分類按分散相的形狀分類 顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料10101. 2 復(fù)合材料的分類按纖維長(zhǎng)短分類 長(zhǎng)纖維(連續(xù)纖維)增強(qiáng)復(fù)合材料 短纖維(非連續(xù)纖維)增強(qiáng)復(fù)合材料11111. 2 復(fù)合材料的分類按基體種類分類 金屬基復(fù)合材料 非金屬基復(fù)合材料 樹脂基PMC 熱固性 熱塑性 陶瓷基CMC 碳基12121. 2 復(fù)合材料的分

3、類按增強(qiáng)纖維分類 碳纖維復(fù)合材料 CFRP 芳綸復(fù)合材料 硼纖維復(fù)合材料 玻璃纖維復(fù)合材料 GFEP 混雜復(fù)合材料13131. 3 復(fù)合材料的特性基本特性（與金屬材料的基本區(qū)別） 各向異性。高強(qiáng)度、高彈性模量的纖維增強(qiáng)材料和低強(qiáng)度、低彈性模量的樹脂結(jié)合的必然結(jié)果。維修時(shí)注意方向14141. 3 復(fù)合材料的特性優(yōu)點(diǎn)： 比強(qiáng)度和比模量高 減重、節(jié)油。一般來(lái)說(shuō)，用復(fù)合材料結(jié)構(gòu)代替鋁合金結(jié)構(gòu)，可以減輕20%以上的重量。15151. 3 復(fù)合材料的特性優(yōu)點(diǎn)： 抗疲勞性能好 減振性能好 不易腐蝕 高溫性能好，高溫下力學(xué)性能穩(wěn)定 破損安全性好（多根纖維獨(dú)立傳力）。16161. 3 復(fù)合材料的特性優(yōu)點(diǎn)： 具有

4、可設(shè)計(jì)性（按實(shí)際需要設(shè)計(jì)鋪層） 可減少連接部件（同步成型） 。17171. 3 復(fù)合材料的特性缺點(diǎn)：原料高成本制造維修人力成本高，耗時(shí)航材準(zhǔn)備困難18181. 3 復(fù)合材料的特性缺點(diǎn)：力學(xué)性能受濕度影響檢測(cè)損傷難度大可導(dǎo)致鋁等電位低的金屬腐蝕19191. 3 復(fù)合材料的特性缺點(diǎn)：老化具有脆性材料的特性20201. 3 復(fù)合材料的特性蜂窩材料的特性：蜂窩材料：上、下面板和蜂窩夾芯通過(guò)膠接組成。目的是為了提高結(jié)構(gòu)件的抗彎剛度并充分利用材料的強(qiáng)度。21211. 3 復(fù)合材料的特性蜂窩材料的特性： 比常規(guī)金屬結(jié)構(gòu)具有更高的比強(qiáng)度； 具有更高的抗彎剛度（與上、下面板相比較） 具有較高的結(jié)構(gòu)阻尼，吸音和抗

5、聲振疲勞性能好 隔熱性能好22221. 4 復(fù)合材料的原材料2323增強(qiáng)材料 碳纖維 / 石墨纖維碳纖維強(qiáng)度高、硬度高，價(jià)格也貴。碳纖維是從聚丙烯腈纖維、粘膠纖維或?yàn)r青纖維碳化后得到。常見的有高拉伸強(qiáng)度型和高模量型。2424增強(qiáng)材料 玻璃纖維玻璃纖維是將玻璃球加熱到1200熔化后制成纖維。碳纖維有許多形式，如帶、織物、編織成的預(yù)成型件、或者纏繞用的長(zhǎng)絲。E-玻璃、C-玻璃和S-玻璃是玻璃纖維中使用最廣泛的三種。E-玻璃表示有電磁使用要求的玻璃，用于雷達(dá)罩等；C-玻璃表示化學(xué)性能好，用于耐腐蝕部位；S-玻璃表示強(qiáng)度高，用于有強(qiáng)度要求的結(jié)構(gòu)2525增強(qiáng)材料 凱芙拉纖維（芳綸纖維）凱芙拉KEVLAR

6、是美國(guó)杜邦公司注冊(cè)的商標(biāo)。凱芙拉纖維具有較高的拉伸強(qiáng)度和良好的抗沖擊能力，在許多次要結(jié)構(gòu)上取代了玻璃纖維。由于抗拉伸性能好，切割時(shí)很麻煩。鉆孔時(shí)，鉆頭可能被纏繞、拉斷；切割時(shí)會(huì)起毛、吸收潮氣、老化。2626基體材料 基體材料是將增強(qiáng)材料粘接在一起的均勻材料。其作用是支撐加強(qiáng)材料，并以受剪的形式將載荷傳遞給增強(qiáng)材料?；w材料還對(duì)增強(qiáng)材料起保護(hù)作用，使其免受環(huán)境侵蝕。 熱固性樹脂 熱塑性樹脂2727預(yù)浸料 預(yù)浸料是預(yù)先浸漬了樹脂的纖維或織物的片狀材料蜂窩夾芯蜂窩形狀有六角形、菱形、矩形等。蜂窩材料有鋁蜂窩、紙蜂窩NOMEX蜂窩、玻璃布蜂窩28281. 5 層合板的表示方法通常用圖示的方法表示鋪層的層數(shù)、各鋪層的角度和鋪層順序。 29293030313132323333343435351. 6 復(fù)合材料在飛機(jī)上的應(yīng)用復(fù)合材料在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用情況大致可以分為三個(gè)階段：第一階段是應(yīng)用于受載不大的簡(jiǎn)單零部件，如各類口蓋、舵面、整流罩、雷達(dá)罩、阻力板、起落架艙門等，據(jù)統(tǒng)計(jì)可減重20%左右。36361. 6 復(fù)合材料在飛機(jī)上的應(yīng)用第二階段是應(yīng)用于承力大的部件，如安定面、全動(dòng)平尾、前機(jī)身段、機(jī)翼等，據(jù)估計(jì)可減重25%30%。第三階段是應(yīng)用于