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军用和商用飞机复合金材料的发展趋势

为军用和商用飞机开发复合金材料主要结构的早期努力受到了限制,因为复合金材料需要提供损伤抗力,即在某一事件中造成的损伤,如撞击和损伤容限,即某一特定损伤状态对结构性能的影响。第一代复合金材料的基体体系通常是相对脆弱的热固性环氧树脂,穿透厚度强度较低,容易受到横向载荷的穿透厚度损伤,特别是分层,例如在冲击事件中发生的那种。

电热合金

为了提高复合金材料结构的损伤容限,提出了相应的结构设计方案。这包括使用低刚度层压作为皮肤与高刚度双层板和加强。然而,制造成本和由此产生的结构的重量使这种复合主要结构应用很难证明为商用飞机。这导致了开发增韧复合系统的需要。


复合金材料体系中改善的韧性最初定义为冲击事件后的压缩残余强度。该领域的研究表明,复合金材料的抗分层性能是与这种结构性能相关的一个关键特性。大量的工作,以发展表征能力,已导致分层断裂韧性的定义和测试,以确定这一性质。

电热合金

在过去的15年里,飞机和合金材料工业研究了基质聚合物,目的是提高这些系统的结构的抗损伤能力和抗损伤能力。增韧的热固性和热塑性聚合物,在下面的章节中描述,提高了分层断裂韧性的数值,从而改善了冲击后的抗压强度结构参数。复合金材料的创新工艺相兼容的系统,并优化复合金材料的性能,使其不仅能够抵抗分层,而且能够抵抗其他形式的损伤,如纤维损伤和基体开裂。


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