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精密合金材料新结构技术日益成熟有哪些技术优势

精密合金材料新结构概念的引入将取决于飞机的性能要求、成本考虑和技术的成熟程度。基于这些因素,精密合金材料先进的金属机身、结构复合机翼和复合机身部件的下一代应用技术将会得到发展。新的结构概念将随着与这些应用程序相关的需求而发展。精密合金材料创新结构概念的设计和技术问题,以及先进金属机身、复合机翼和复合机身部件开发中的关键设计问题都是目前需要解决。

电热合金

精密合金材料创新的结构特点经常被采用,因为精密合金材料结合了低成本的加工方法,充分利用了新材料可能带来的潜在好处。精密合金材料新结构概念包括整体加劲、净形构件(如精密铸件、多轴结构/树脂传递成型)、创新的夹层结构、先进的连接方法、层压混合材料、智能材料和结构的潜在应用,这种概念在下一代应用中的表现将在先进的金属机身、复合机翼、复合机身部件以及其他应用中找到。

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精密合金材料可以通过减少或消除加工步骤、通过组合子组件减少零件数量、以及通过使用其他工艺无法轻松生产的配置来生产零件,从而极大地降低制造成本。最近期、最有前途的金属净形或近净形工艺包括精密锻件、净形挤压和铸件。净形高分子复合工艺包括树脂传递模塑(RTM)和多轴纤维预成型树脂膜注射。


精密合金材料铸造结构件可以吸引飞机应用,因为低成本和低重量的好处,在大型和复杂的形状。在精密铸件的制造和应用中,涉及金属部件的加工和紧固的材料密集型操作被最小化。近年来,为了降低机身建造的制造成本,基于先进的铸造技术,包括新合金、过程控制和模拟方法,开发了经济可行的工艺。

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这些精密合金材料和工艺的发展将改进的铸造技术承诺提高铸件的结构完整性,并通过消除许多需要单独制造操作的小部件的需求来降低成本。目前,结构设计社区对铸造产品缺乏信心,这限制了这些产品在主要结构应用中的使用。目前在铸造技术方面的发展努力将降低制造成本,加快铸件的设计过程,提供关键设计性能的统计数据库,并提高铸件在主要结构部件中的整体质量和可靠性。


精密合金材料复合组件的RTM很有吸引力,因为这个过程:减少了精加工的需要,消除固定或结合的接头,在一个步骤的过程中产生复杂的形状,并且制作厚件,无需监控基体树脂的冷冻时间。由于对纤维分布和体积分数的控制较差,阻碍了净形复合工艺的应用。发展更可靠的工艺控制,改进预制体的制造,以及与RFI工艺兼容的增韧基聚合物的可用性,将使净形工艺在复合材料初级结构中得到更广泛的应用。


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