复合材料在航空工程的应用论文

时间:2018-10-11 08:32:00 材料毕业论文 我要投稿

复合材料在航空工程的应用论文

  摘要:复合材料有着高性能、高强度、多功能以及智能化等多种优点,目前在我国的航空领域已经开始大范围应用。复合材料已经不仅仅是作为小型、简单的承重部件应用在航空飞行器上,正在向大型、复杂结构部件发展。针对复合材料的种种特点,文章将详细阐述复合材料在航空领域的应用现状以及发展前景,希望能为航空材料领域的研究人员提供有效帮助。

复合材料在航空工程的应用论文

  关键词:复合材料;航空工程;应用现状;前景

  一、国内外复合材料在航空工程中的应用现状

  (一)国外复合材料

  目前针对复合材料的应用,国内外都投入了很大的精力对其进行研究。国外在研究使用复合材料时,主要的研究方向是以金属为基础的复合材料以及以聚合物为基础的复合材料这两种。使用以聚合物为基础的复合材料对飞行器的减重效果十分显著,力学性能也十分优秀,并且获得了所有研究复合材料的相关人员的一致赞同。使用以树脂为基础的复合材料制造的飞行器零部件要相比传统材料制作的零件轻20%~30%,对零件的维修与更换的费用相比传统材料要低15%~25%。应用了以树脂为基础的复合材料还能拥有很强的“隐形”功能,通过科学合理的调配之后,可以使飞行器对雷达的反射波感应面积减少,具有很强的吸波性。国外的许多国家已经大面积地使用复合材料进行飞行器的制造,法国的“空中客车”公司在2013年就设计了一款对复合材料使用率高达52%的客机,并且成功试飞,由此就能看出来复合材料在客机制造上已经大规模应用了。以金属为基础的复合材料的主要成分是金属元素,包含有银、钨与其他的高价值金属。经过国外科研人员的研究,许多的研究人员都将目光放到了陶瓷纤维上,这种陶瓷纤维主要成分是氧化硅、氧化铝、碳化硅等。以金属为基础的复合材料它有着对于温度不敏感,而且耐高温、不易膨胀等种种优点,在航空工程中应用得相当频繁[2]。

  (二)国内复合材料

  由于我国的航空事业相比国外起步较晚,对于航空材料的研究也没能与时俱进,我国主要进行以树脂为基础的复合材料研究,在经过了二十多年的研究之后,终于有了一定的成果与基础。现在我国研发的高性价比的树脂复合材料有BM树脂基体、中温固化环氧树脂基体和阻燃环氧基体等等几种。现在我国的航空飞行器的生产制造已经大量应用了相应的复合材料。随着最近几年我国航空工程制造事业的发展,对复合材料的研究能力也有了显著的提升,现在我国在进行飞行器的生产制造中,应用了许多的复合材料,有效减少了飞行器整体重量15%左右。虽然现在我国的复合材料的生产制造水平有了很大的提高,然而对其的'研究与应用相比国外还不是十分成熟,现在研制出的复合材料其制造成本没能有效降低,所以以金属为基础的复合材料不能在我国的航空工程中进行大规模的应用,我国现在对复合材料的研究只是处在中级阶段。现在我国飞行器的发动机中使用陶瓷纤维增强陶瓷基复合材料比较多,对于飞行器的航空光学仪器、热控原件以及航空器我国主要使用颗粒增强铝基复合材料。综上所述,现在国内航空工程中使用复合材料已经有了阶段性成果,但是对于复合材料的研究仍然需要相关的科研人员继续努力,制造出更多、更好以及成本更低的复合材料。

  二、复合材料在航空工程中的发展前景

  (一)智能化

  对复合材料的研究,需要满足现在智能化的要求。在航空飞行器的外表面应用智能化的复合材料,是现在航空工程的需求。航空工程在未来的发展中,需要在航空飞行器的外部加装各种传感设备,对周边环境有效监控,使用通讯以及电子系统实时记录[3],保证航空飞行器的安全工作。

  (二)质量减少,性能增加

  使用复合材料进行航空飞行器的制造,将能很好地减少飞行器的质量。目前我国的飞行器使用的复合材料在20%左右,然而国外许多国家的飞行器使用复合材料达到了25%。我国使用复合材料性能较低,结构性能较差,因此未来就需要在复合材料的研究中有意识地增强复合材料的强度以及韧度。

  三、结语

  总而言之,我国在经过了四十多年对复合材料的研究与探索后,已经初步形成了一个复合材料工业生产制造的完整体系,并且将一部分的研究成果有效地运用到了航空工程之中,也取得了很好的成绩。然而我国对于复合材料的研究技术与欧美各国还有着不小的差距,所以就需要我国对先进的复合材料进行研究,要有效借鉴欧美等发达国家的先进技术与经验,有效突破我国对于复合材料研究的瓶颈,从而促进我国航空工程的发展。

  参考文献

  [1]王大伟,王晓燕.复合材料在航空工程中的应用研究现状及前景[J].山东工业技术,2016,(20):15.

  [2]高禹,李洋洋,王柏臣,等.先进树脂基复合材料在航空发动机上的应用及研究进展[J].航空制造技术,2016,(21):16-21.

  [3]杨懿春,何景武,马骏.复合材料在中型公务机结构中的应用研究[J].飞机设计,2017,(02):28-30.

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