《民用飛機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)制造技術(shù)/民機(jī)先進(jìn)制造工藝技術(shù)系列》闡述了民用飛機(jī)復(fù)合材料新制造工藝的發(fā)展現(xiàn)狀和技術(shù)特點(diǎn),如熱壓罐成型工藝,液體成型制造工藝,自動(dòng)鋪帶、自動(dòng)鋪絲、先進(jìn)拉擠等自動(dòng)化成型工藝,同時(shí)涵蓋了復(fù)合材料關(guān)鍵制造環(huán)節(jié)的發(fā)展現(xiàn)狀和技術(shù)特點(diǎn),如模具制造技術(shù),復(fù)合材料結(jié)構(gòu)仿真與模擬技術(shù)以及機(jī)械加工、無損檢測(cè)與修理技術(shù)。
《民用飛機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)制造技術(shù)/民機(jī)先進(jìn)制造工藝技術(shù)系列》可供高等學(xué)校、科研院所以及相關(guān)行業(yè)從事航空復(fù)合材料制造的教師、研究生、科研工作者與工程技術(shù)開發(fā)人員使用,也可供民用飛機(jī)復(fù)合材料設(shè)計(jì)與制造的相關(guān)科技人員參考。
自20世紀(jì)60年代問世以來,復(fù)合材料已在航空航天、交通運(yùn)輸、競(jìng)技體育等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。尤其在航空領(lǐng)域,大量應(yīng)用復(fù)合材料已經(jīng)成為衡量新一代民機(jī)技術(shù)水平先進(jìn)性的重要標(biāo)志。復(fù)合材料的大量應(yīng)用可較大幅度地減輕飛機(jī)結(jié)構(gòu)重量,提高飛機(jī)的壽命和安全性,降低燃油消耗,減少對(duì)環(huán)境的影響,改善飛機(jī)的維修性,提高飛機(jī)的壽命,降低飛機(jī)的全壽命使用成本,即復(fù)合材料的大量應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的安全性、經(jīng)濟(jì)性、舒適性與環(huán)保性。
復(fù)合材料在國外民機(jī)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)成熟,復(fù)合材料的應(yīng)用比例已成為波音和空客兩家大型客機(jī)制造公司商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)成敗的重要籌碼。波音公司最新推出的B787飛機(jī)復(fù)合材料的用量達(dá)到結(jié)構(gòu)重量的50%,空客A350飛機(jī)的復(fù)合材料用量更是高達(dá)52%。同時(shí),大量應(yīng)用復(fù)合材料也是我國大型客機(jī)商業(yè)成功的重要籌碼,是研制與發(fā)展國產(chǎn)大型客機(jī)的必由之路。國內(nèi)民機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)應(yīng)用技術(shù)的研究起步較晚,ARJ21支線客機(jī)復(fù)合材料用量?jī)H占結(jié)構(gòu)重量的1%~2%左右,我國自主研制的C919大型客機(jī),預(yù)計(jì)復(fù)合材料用量約為12.5%。實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料在我國民用飛機(jī)上大量應(yīng)用的道路還很長(zhǎng),尚需我們航空人付出不懈的努力。
筆者編著本書,目的是通過C919大型客機(jī)復(fù)合材料的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)成果及應(yīng)用技術(shù)研究成果的展示,向廣大讀者介紹民機(jī)復(fù)合材料的最新制造工藝及關(guān)鍵制造技術(shù),使讀者可以通過本書的內(nèi)容了解我國民機(jī)復(fù)合材料制造技術(shù)的最新進(jìn)展。本書的主要內(nèi)容匯集了上海飛機(jī)制造有限公司及其合作單位在C919飛機(jī)復(fù)合材料關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、民用飛機(jī)制造技術(shù)國家工程中心創(chuàng)新基金和其他科研項(xiàng)目的研究成果。本書內(nèi)容涵蓋了民用飛機(jī)復(fù)合材料常用的制造工藝,如熱壓罐成型工藝,低成本液體成型工藝,自動(dòng)鋪帶、自動(dòng)鋪絲、先進(jìn)拉擠等自動(dòng)化成型工藝;同時(shí)涵蓋了復(fù)合材料關(guān)鍵制造環(huán)節(jié)的發(fā)展現(xiàn)狀和技術(shù)特點(diǎn),如復(fù)合材料模具、熱壓罐溫度場(chǎng)仿真及固化變形預(yù)測(cè)、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)加工、無損檢測(cè)與修理技術(shù)等。
本書是上海飛機(jī)制造有限公司編審組出版的民用飛機(jī)相關(guān)技術(shù)叢書之一。在編審修訂過程中,得到了上飛公司姜麗萍總工程師及上飛公司其他相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和同志的支持和鼓勵(lì)。正是有這些專家們對(duì)本書進(jìn)行把關(guān),提供了寶貴意見,對(duì)于書中缺點(diǎn)和錯(cuò)誤之處給予批評(píng)指正,本書最終才能得以順利撰寫完成,特此致謝!
本書以上飛公司副總工程師劉衛(wèi)平同志為主編,具體編寫情況如下:
第1章緒論由劉衛(wèi)平執(zhí)筆;第2章材料由王旭、袁協(xié)堯、見雪珍、倪佐僖執(zhí)筆;第3章熱壓罐成型工藝技術(shù)由劉衛(wèi)平、張冬梅、劉軍、蘇佳智、孫凱、徐鵬、盧鑫執(zhí)筆;第4章液體成型工藝技術(shù)由陳萍、蘇佳智、鄭義珠、陳吉平、韓小勇執(zhí)筆;第5章自動(dòng)鋪放及先進(jìn)拉擠成型技術(shù)由李志遠(yuǎn)、余永波、熊文磊執(zhí)筆;第6章復(fù)合材料成型模具由晏冬秀、王健、王霖、徐少晨、劉子倩、黃鋼華執(zhí)筆;第7章熱壓罐溫度場(chǎng)仿真與固化變形預(yù)測(cè)由賈麗杰、楊青、魏冉、徐鵬執(zhí)筆;第8章熱塑性復(fù)合材料工藝由楊洋、袁協(xié)堯、徐捷、見雪珍執(zhí)筆;第9章復(fù)合材料無損檢測(cè)技術(shù)由劉奎、肖鵬、張繼敏執(zhí)筆;第10章復(fù)合材料結(jié)構(gòu)加工由龔佑宏、韓舒執(zhí)筆;第11章復(fù)合材料結(jié)構(gòu)修理由孫凱、孔嬌月、董柳杉執(zhí)筆。
感謝鄭義珠在本書編審過程中的組織管理工作,為本書的形成起到了重要的推進(jìn)作用。此外,還要感謝為本書校對(duì)提供幫助的高龍飛、孫晶晶、寧博、邱春亮、李前前等人,以及為本書的編審和出版付出辛勤勞動(dòng)和汗水的上飛公司航研所復(fù)合材料中心的相關(guān)同事、上海交大出版社錢方針、王珍等人!
感謝上海交通大學(xué)出版社對(duì)本書的出版給予的大力支持。
由于作者水平有限,書中的遺漏或錯(cuò)誤之處懇請(qǐng)讀者批評(píng)與指正。
1 緒論
1.1 復(fù)合材料在商用飛機(jī)的應(yīng)用
1.2 復(fù)合材料制造技術(shù)的發(fā)展
1.3 本書的主要內(nèi)容
2 材料
2.1 概述
2.2 預(yù)浸料
2.3 芯材與膠黏劑
2.4 其他原材料
2.5 二藝材料
3 熱壓罐成型工藝技術(shù)
3.1 概述
3.2 預(yù)浸料裁剪與鋪貼
3.3 復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)制造
3.4 熱隔膜預(yù)成
3.5 加筋壁板制造
3.6 硬模傳壓效果研究
4 液體成型工藝技術(shù)
4.1 概述
4.2 液體成型工藝方法及材料
4.3 液體成型工藝關(guān)鍵技術(shù)
4.4 液體成型工藝工程及質(zhì)量控制
4.5 液體成型工藝設(shè)計(jì)與制造應(yīng)用實(shí)例
4.6 本章小結(jié)
5 自動(dòng)化鋪放及先進(jìn)拉擠成型技術(shù)
5.1 概述
5.2 自動(dòng)鋪帶技術(shù)
5.3 纖維自動(dòng)鋪放技術(shù)
5.4 先進(jìn)拉擠成型
5.5 應(yīng)用實(shí)例
6 復(fù)合材料成型模具
6.1 概述
6.2 模具設(shè)計(jì)的一般流程
6.3 模具的選材
6.4 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
6.5 模具制造
6.6 復(fù)合材料模具檢測(cè)與質(zhì)量控制
7 熱壓罐溫度場(chǎng)仿真與固化變形預(yù)測(cè)
7.1 概述
7.2 熱壓罐溫度場(chǎng)仿真計(jì)算
7.3 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)固化變形預(yù)測(cè)
7.4 本章總結(jié)
8 熱塑性復(fù)合材料工藝
8.1 概述
8.2 熱塑性復(fù)合材料的焊接技術(shù)
8.3 熱塑性復(fù)合材料模壓
8.4 熱塑性復(fù)合材料的自動(dòng)鋪絲工藝
8.5 紡織結(jié)構(gòu)增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料成型工藝研究進(jìn)展
9 復(fù)合材料無損檢測(cè)技術(shù)
9.1 概述
9.2 超聲檢測(cè)技術(shù)
9.3 射線檢測(cè)技術(shù)
9.4 紅外檢測(cè)技術(shù)
9.5 激光散斑檢測(cè)技術(shù)
9.6 其他檢測(cè)技術(shù)
9.7 結(jié)論
10 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)加工
10.1 概述
10.2 蜂窩芯加工
10.3 泡沫芯加二
10.4 復(fù)合材料層壓結(jié)構(gòu)機(jī)械加二
10.5 復(fù)合材料制孔
11 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)修理
11.1 概述
11.2 修理材料
11.3 樹脂填充修
11.4 膠接修
索引