碳纤维复合材料在发射装置上的应用研究

机载弹射发射装置轻量化设计是现阶段机载武器系统重要的研究课题和难题,碳纤维复合材料应用于制造具有复杂外形的承力结构件,对于航空武器的轻量化设计具有重要意义。选取机载弹射发射装置的典型结构作为研究对象,首先通过结构优化设计和RTM成型工艺获得复合材料结构件;然后,经过各项结构件的试验和整机试验验证,结合应变测量数据,证明其强度满足设计要求,且获得了显著的减重效果。通过对复合材料典型结构件的研究,为其在发射装置领域的应用提供理论指导和依据。

某型发射装置底座的结构优化设计

发射装置中底座的设计除需要满足承载要求外,还需满足挂弹间隙尺寸和局部耐磨损的要求。针对某型发射装置的底座在轻量化设计中遇到的问题,结合有限元分析对底座进行结构优化设计并确定最终方案。通过装配和弹射试验,证明了该底座结构优化设计方案的可行性。

镁合金防腐涂层的研究

为解决镁合金在工程应用过程中的腐蚀问题,按照工况条件制作了镁合金试验件,并在试验件上分别制备了微弧氧化电泳层和微弧氧化电泳有机涂层。通过试样的盐雾试验和静载试验,得出下述结论:微弧氧化电泳层在不被破坏的前提下,可以保护镁合金不受腐蚀;但在工况条件下,由于过盈配合等原因,不可避免地会破坏微弧电泳层,导致镁合金腐蚀。研究表明,在微弧氧化电泳层上制备有机涂层,既能有效保证微弧氧化电泳层不被破坏,又可在实际工况条件下保护镁合金不受腐蚀。

推臂用碳纤维复合材料性能分析与工艺研究

为探索机载弹射发射装置轻量化的有效途径,以发射装置典型结构推臂为研究对象,对碳纤维复合材料应用于该结构的可行性进行了综合论证。利用有限元方法优化结构设计并对结构失效部位进行了预测,通过系列静载试验确认了材料缺陷区及工字梁过渡区为结构薄弱部位,制定了推臂用碳纤维复合材料的工艺改进方案,并通过了极限工况考核。改进工艺后的碳纤维复合材料,其性能满足推臂结构设计要求,与铝合金相比,可实现减重1/3,为该材料在机载弹射发射装置上的推广应用提供了理论指导和试验依据。

某碳纤维复材推臂性能优化试验研究

轻量化是机载装置的重要设计指标和导向。为了验证某型机载装置构件在采用碳纤维复合材料轻量化设计后的性能指标,对该型碳纤维复合材料构件结构,工艺进行了优化,并通过试验方法考核其强度,用试验数据验证了优化后的构件强度性能明显优于优化前的构件。通过对高性能碳纤维复合材料在主承力件上的应用研究为机载装置轻量化奠定一定基础。

复合材料厚壁连杆RTM成型工艺模拟及制造验证

根据复合材料的可制造性及RTM成型工艺的特点对复合材料厚壁连杆的几何外形进行了优化设计。测定了纤维预成型体的渗透率参数,采用数值模拟技术研究其RTM成型工艺过程,并根据RTM流动模拟结果设计了成型模具,成功地利用RTM工艺制备了复合材料厚壁连杆样件。对样件的力学试验考核表明,采用基于数值模拟技术的工艺设计能够很好地满足制件的制造及载荷要求。