航空航天工业复合材料的研究需求

摘要

复合材料是除铝之外最重要的航空和航天材料.由于它们具有轻质的优点,在过去40年其在民用飞机结构重量中所占的份额超过15%,在直升飞机和战斗机结构重量中所占的份额超过50%.除了它们的高刚度和强度之外,复合材料在其它性能方面的巨大潜力是其成功的另一个理由.限定其各向异性的特性、集成传感器或致动器于其中的能力、高结构阻尼和优良的疲劳性能是其典型的优点.然而,还是存在着妨碍复合材料更广泛应用的一些缺点.材料成本过高,加工程序费时且包含大量的手工作业,而且对材料不均一和各向异性的特性仍然一知半解.为了与来自其它运输部门的专家讨论有关复合材料应用的最关键问题,以"复合材料在未来运输方面的应用"为主题筹办了10个研讨会.这10个研讨会针对复合材料修复、设计与结构仿真、防撞性、制造、减重、连接、再利用、建模、防火安全措施和新概念材料方面的问题.目的是交流经验,以便确定解决办法或明确共同的研究方向.根据每个研讨会的结论,确定满足运输方面需求的未来优先研究工作项目.文章提交了在航空航天工业方面的复合材料研究结果.推荐的未来研究主要优先项目包括:(1)成本效率、自动化制造技术,例如与非热压器充注和固化过程相结合的织物预成型技术的开发和应用.(2)改进加工程序和性能仿真的设计方法和分析工具(特别是非线性特性和长期使用的性能).(3)相对于成本、工艺和性能的材料系统(纤维、基质系统、粘合剂)的改进,例如通过毫微技术的应用.(4)用于提高性能和简化加工程序的先进连接(粘合)技术.