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合金材料与复合材料在航空工业使用发展前景

合金材料与复合材料虽然过去二十年来结构分析方法有了显著的改进,但目前航空工业使用的合金材料结构设计和分析方法在很大程度上是半经验的。合金材料研发需要继续努力,以发展和插入到标准的工程实践-先进的基于机械的分析预测方法,将允许创新的合金材料设计在可接受的成本进行评估和优化。这些方法也将提供合金材料评估使用历史对结构耐久性和损伤容限性能影响的手段。

电热合金

对于金属合金材料结构,基于断裂力学的方法发展得相当好。需要改进合金材料考虑裂纹和部件几何形状影响的分析能力,此外合金材料应力集中和制造缺陷、腐蚀、环境暴露的影响;存在疲劳损伤。应将改进的方法纳入结构分析方法中,以预测飞机结构的疲劳裂纹扩展和剩余强度。


对于复合材料结构,在考虑耐久性和损伤容差要求时,可能涉及几种不同损伤机制相互作用的复杂失效模式是主要的设计考虑因素。开发可靠的复合材料结构失效预测方法存在几个关键的技术障碍,包括对复杂的三维应力状态的不完全理解、损伤发展规律、残余应力处理以及对失效机理和相关失效准则的理解。

电热合金

对于合金材料与复合材料粘接结构,需要进一步的工作来开发基于断裂力学的粘接测试和分析技术,以提供与速率相关的失效特性和环境影响的信息。合金材料与复合材料成本被认为是新材料和结构技术在商业运输中的重要驱动因素。合金材料与复合材料有了适当选择的价值标准,一个集成的设计-分析-成本模型可以提供一个数值优化包的基础,这将构成一个强大的工具,为新合金材料的成本效益的利用。


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