玻璃纖維-鋁鋰合金層板機(jī)翼前緣結(jié)構(gòu)的成型工藝研究*

華小歌 ，李華冠 ， ，陸 一 ，陳虞杰 ，孫鄧輝 ，陶 杰

（1.南京航空航天大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，南京 210016；2.南京工程學(xué)院材料工程學(xué)院，南京 211167）

大型客機(jī)的研發(fā)及制造，對輕質(zhì)、高強(qiáng)的先進(jìn)復(fù)合材料具有迫切的應(yīng)用需求。纖維金屬層板（Fiber Metal Laminates，F(xiàn)MLs）[1-2]是一種由金屬薄板和纖維復(fù)合材料交替鋪層后，在一定的溫度和壓力下固化而成的層間混雜復(fù)合材料。FMLs綜合了傳統(tǒng)纖維復(fù)合材料和金屬材料的特點(diǎn)，具有高的比強(qiáng)度和比剛度、優(yōu)良的疲勞性能以及高的損傷容限，這些優(yōu)勢使得FMLs在航空航天工業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用[3]。作為第二代FMLs，Glare層板是由0.3～0.5mm的鋁合金薄板與玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂預(yù)浸料（0.2～0.3mm）交替層壓而成，密度低且具有突出的抗拉-壓疲勞性能及較高的缺口斷裂性能[4]。Glare層板因其優(yōu)良的疲勞性能及高的損傷容限，而且減重效果突出，成為大型飛機(jī)機(jī)身、機(jī)翼蒙皮結(jié)構(gòu)的重要選材[5]。然而，Glare層板的失效機(jī)制復(fù)雜、成型難度高、剛度較低等問題限制了該材料的應(yīng)用[6-7]。基于碳纖維發(fā)展新型TiGr層板是提高FMLs剛度的重要手段。本團(tuán)隊(duì)長期開展了鈦-碳纖維增強(qiáng)聚酰亞胺體系、鈦-碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮等體系TiGr層板制備與性能研究[8-9]，發(fā)現(xiàn)盡管TiGr層板的性能優(yōu)異、耐溫性好，但制造成本高，無法完全替代現(xiàn)有的Glare層板。

采用新型鋁鋰合金替代傳統(tǒng)2024-T3鋁合金，研制了玻璃纖維-鋁鋰合金層板（NFMLs）[10]，這是改善Glare層板剛度的可行方法。利用新型鋁鋰合金低密度、高比強(qiáng)度、高比剛度、低疲勞裂紋擴(kuò)展速率等特點(diǎn)[11-12]，可進(jìn)一步提高Glare層板的剛度及損傷容限。……