仿真在民机复合材料结构研制中的应用与发展需求

复合材料在飞机结构的广泛应用对主制造商设计能力提出了更高的要求,而仿真是提升结构效率、缩短研制周期、降低研制成本的重要手段。本文总结了仿真在民机复合材料结构型号研制中的应用,包括结构静强度仿真、动强度仿真、工艺仿真等方面,同时基于型号需求提出了仿真后续重点发展方向,包括失效仿真技术、结构防护仿真技术、仿真分析平台建设等。

三维编织碳/碳复合材料高温力学及疲劳试验研究

在大气环境下,对有抗氧化涂层的非切边和切边三维(3D)四向碳/碳复合材料在室温、800和900℃下进行编织纵向拉伸试验,得到了相应工况下的弹性模量、拉伸强度以及应力-应变曲线;在800℃下对两种试件进行编织纵向拉/拉疲劳试验,得到了疲劳寿命数据以及剩余刚度随循环载荷的变化规律。采用扫描电子显微镜(SEM)对破坏后的试件断口进行观察研究,分析材料拉伸破坏机制以及疲劳破坏机制。结果表明:三维四向碳/碳复合材料的拉伸强度和弹性模量随着温度的升高而增大,非切边试件的力学性能优于切边试件;三维四向碳/碳复合材料剩余刚度随循环载荷先增加而后减小;材料的拉伸破坏形式以纤维拉伸为主,温度升高后,断口出现纤维束成簇拔出现象,疲劳破坏形式以纤维拉伸为主并伴随一定的纤维簇拔出和基体分层现象。