淺談復合材料設備設計中常見的問題

馬明博 韓娜

摘要：過去，由于復合材料具備較多優點，比如它具有良好的比強度，比規模量比較大，可行性以及設計性強，減震性能好，同時還具有較好的耐疲勞性，更好的耐腐蝕性能力和安全性能等一些優點，而這些優點使復合材料在航天技術方面等被廣泛的應用。在本次研究中，我們根據復合材料的發展歷程進行深入研究，基于其在飛機上使用的一些具體情況的前提下，剖析復合材料設備在當今社會中所存在的一些問題，并且提出一些解決問題的方法。

關鍵詞：復合材料;飛機;設計;科技

在航天技術中因為戰斗機所需要的不同要求，我們則要采用不同的高新科技，在復合材料中由于他的要求比較高，而且在性能方面要求也比較全面，設計方面難度比較大，我們需要進行綜合優化。所以復合材料是當今社會技術發展中水平最先進的技術。在我國60年代期間已經開始將復合材料應用于飛機研究上，在70年代的時候，我們技術人員成功的研制第一個由復合材料制造的飛機構件，在80年代的時候，我們就實現了運用復合材料進行批量生產。這也就成功的使復合材料更上一個新的階段。

一、復合材料在技術中的應用

復合材料在當今航天技術中我們可以分為三種，①復合材料它可以應用于一些比較簡單的部件，例如不同種類的口蓋上，飛機艙門的起落架等等②還可以運用在承受能力比較大的一些主要結構上，例如全動平尾，飛機機翼和飛機前機身斷等③還可以使用在有較強的承受力和復雜受力的結構中，例如飛機機身和中央翼盒等。復合材料在航天技術上的應用非常廣泛，而且有一定的比強度，比剛度也比較高，而且它的性能設計也比較好，我們將復合材料，用在飛機的本身不僅可以大大減輕飛機本身的重量，而且還可以改善氣動彈性特征，從而大大提高飛機的使用性能，我國的飛機中直升飛機上所使用的復合材料也已經達到了結構質量中的60%～80%，因此，復合材料已經成為了衡量飛機在結構中的重要指標之一。但是復合材料在安全性和經濟性之間比軍用飛機上的應用又比較低落后。民用飛機中最基礎的是飛機的安全性能可靠。在我們經過日積月累的實踐中，在以后的民機上我們會進一步的來增加復合材料的使用。

二、復合材料所遇到的問題

我國與其他發達國家相比較而言，在我國軍事方面復合材料的使用量并不是特別高，其他發達國家而言，復合材料的使用量上已經超過了50%，在美國民用客機上所使用的復合材料已經超過了50%，但是在我國中所使用的復合材料卻僅僅占飛機結構中總量的2%，所以我國在復合材料中所需要的產量還是不能夠達到足夠滿足。在研究中表明最難解決的技術問題則是復合材料的結構效率和可靠性的矛盾，材料中最大的難題則是復合材料中的性能分散性和環境中的因素。然而當前研究中。然而導致復合材料發展停滯不前的原因之一則是基礎研究科技不足和在技術中不能實現突破性，所以我國首要的責任是基礎科技研究的發展，堅持探討研究科技，把生產和應用兩相結合，從來促進我們國家復合材料的發展。

三、研究中的問題

①設計問題

研究技術中設計的思想和理念是設計問題中的首要問題，其次則是方法。而問題中的關鍵是復合材料中的具體設計，當前我國的設計人員缺乏技術經驗和缺乏整體結構中的設計。設計當中，我們還要把低成本的設計思想和理念融相結合，根據不一樣的設計方案來做對比和分析。

②制造問題

在研究技術中，最關鍵的技術問題是制造問題。在當前技術研究中最基本的首要技術是研究發展共固化，共膠接和二次交接等問題，在制造中共固化是由兩個以上的一些零件經過一次固化成型從而制造成整體制件，而共膠接則是把一個或者是多個固化成形，在固化中膠結成整體制件的一種工藝方法，而二次膠接它是通過多個已經固化的復合材料經過膠接從而連接在一起，在期間會出現化學和熱的一些反應，是膠的固化，而且這也是復合材料所需要用到的技術。接著我們研究如何發展復合材料自動化的問題。制造中最困難的是手工制造，在只要過程中如果尺寸比較過大，在鋪貼的時候需要搭跳板，這樣就會降低效率，從而大大增加勞動成本。整個制造工藝過程中，我們必須要做到十分小心。如果在制造中制造不當將造成報廢，制造成本也會大大增加。

③其他技術

技術設計中模具，檢測和技術材料都會涉及到復合材料的整體成形型。在設計中所使用的模具大而且比較復雜，成本也比較高，所以我們要注意合理設計，并且能夠綜合多個因素對設計方案進行不斷改進和完善，在實際設計時需要嚴格按照方案進行規范化設計。同時在設計中質量保證中最重要的手段則是復合材料的檢測需要做到無損壞。所需材料中最主要的是膠粘劑，因此我們需要研究性能比較高的膠粘劑和耐高溫所使用的膠粘劑。

四、復合材料設備設計的應用

在當前航空航天技術領域中，復合材料正應用廣泛，復合材料有以下優點①在技術當中復合材料不僅可以減輕結構本身的重量，還可以大大降低制造中所需要的成本。②在整體技術當中，復合材料在承受結構機械的連接當中，因為大多使用的固件是鈦合金，所以它所需要的成本中也比較高，在技術配備中，我們還要防止電化腐蝕，時間比較長也比較費力，然則成本高，我們為了降低所需成本，所以需要大量減少緊固件然而，從而減輕結構的重量。③根據總體的設計技術而言，則需要采用整體成形技術，從而來實現整體設計和布局。④在技術中，采用成形技術不僅在結構上可以減少技術分段和對接，無間隙，無臺階，這樣可以使機體的表面呈現出光滑完整。大大降低雷達反射的面積，并提高了它的的隱身性能。技術性能中最重要的指標則是隱身性能，在整體成形技術中復合材料不僅可以避免這些缺點，它的隱身性能也可以大大提高。通過技術研究表明，復合材料不僅可以滿足結構中的總體性能，還可以在減少零件和緊固件數量的基礎上，可以使成本降低。

結語

總而言之，我國經過多年來的技術研究，以及在航天技術領域中的不斷發展進步，復合材料相關理論內容已經形成一定的體系，在技術方面也能夠達到生產要求，但總體來看與其他發達國家比較還是有一定的差距，因此在社會不斷發展的背景下有關研究學者還需要對復合材料進行下一步的研究，以使復合材料設備能夠在航天領域中得到廣泛的應用。

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（作者單位：1.衡水優捷特石油設備科技有限公司;2.冀州中意復合材料股份有限公司）