复合材料飞机结构合格审定PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

复合材料飞机结构合格审定PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 绪论1

1.1 复合材料的原材料1

1.1.1 纤维1

1.1.2 织物2

1.1.3 夹芯材料3

1.1.4 基体材料4

1.1.5 预浸料8

1.1.6 胶黏剂10

1.1.7 涂层材料13

1.2 复合材料成形工艺13

1.2.1 手工铺层14

1.2.2 自动铺带14

1.2.3 自动丝束铺放14

1.2.4 热压罐固化成形15

1.2.5 复合材料液体成形16

1.2.6 热隔膜成形16

1.2.7 复合材料构件加工与装配17

1.3 复合材料在民用飞机结构中的应用18

1.3.1 NASA飞机效能计划18

1.3.2 复合材料在波音系列飞机中的应用20

1.3.3 复合材料在空中客车系列飞机中的应用21

第2章 环境影响24

2.1 环境对复合材料性能的影响24

2.2 温度环境与最高使用温度限制26

2.2.1 温度环境的取值26

2.2.2 玻璃化转变温度与最高使用温度限制27

2.3 加速吸湿与吸湿量取值29

2.3.1 复合材料的平衡吸湿量29

2.3.2 环境加速吸湿试验29

2.3.3 达到平衡吸湿量的标准31

2.3.4 吸湿量的取值33

2.4 温度循环及热胀系数和湿胀系数33

2.4.1 温度循环33

2.4.2 热膨胀系数和湿膨胀系数34

2.5 复合材料的液体敏感性35

第3章 铺层设计、损伤阻抗与混杂复合材料38

3.1 铺层设计38

3.1.1 铺层的方向38

3.1.2 各种铺层的比例要求38

3.1.3 铺层顺序40

3.1.4 防腐铺层设计44

3.2 损伤阻抗45

3.2.1 层合板结构损伤阻抗的影响因素45

3.2.2 夹芯结构损伤阻抗的影响因素47

3.2.3 提高损伤阻抗的设计技术48

3.3 混杂复合材料与超混杂复合材料51

3.3.1 混杂复合材料51

3.3.2 超混杂复合材料55

第4章 试验数据的统计分析方法62

4.1 引言62

4.2 确定基准值的样本容量62

4.2.1 批间差异和批内差异的概念62

4.2.2 样本容量的选取63

4.2.3 批次数量对方差分析的影响63

4.3 非结构型数据与结构型数据63

4.3.1 非结构型数据与结构型数据的概念63

4.3.2 非结构型数据与结构型数据的判别64

4.4 异常数据的检查65

4.4.1 异常数据65

4.4.2 筛选异常数据的最大赋范残差方法65

4.4.3 产生异常数据的物理原因和工程判断66

4.5 试验数据的归一化处理69

4.5.1 归一化处理方法69

4.5.2 归一化方法的应用71

4.6 非结构型数据的基准值72

4.6.1 采用双参数Weibull分布计算非结构型数据基准值72

4.6.2 采用正态分布计算非结构型数据基准值74

4.6.3 采用对数正态分布计算非结构型数据基准值75

4.6.4 采用非参数法计算基准值75

4.7 结构型数据的基准值76

4.7.1 单因素方差分析方法76

4.7.2 简单线性回归分析方法及应用79

4.7.3 组合Weibull分析方法81

4.8 材料性能包络线和内插法82

第5章 材料的认证、验收与等效98

5.1 材料认证98

5.1.1 未固化预浸料的物理和化学特性试验矩阵99

5.1.2 单层固化片的物理特性试验矩阵101

5.1.3 单层固化片的力学性能试验矩阵101

5.2 材料的验收103

5.3 材料等效性的认证107

5.3.1 材料等效性验证的目的和程序107

5.3.2 材料兼容性107

5.3.3 关键性能参数的选取108

5.3.4 相似材料等效性的单层级试验矩阵109

5.3.5 评估相似材料等效性的层合板级试验矩阵109

5.4 材料等效与验收试验数据的统计检验110

5.4.1 平均值或最低单个值降低的舍弃判据111

5.4.2 平均值改变的舍弃判据113

5.4.3 高平均值的舍弃判据114

5.4.4 针对验收试验的准则115

5.4.5 统计检验举例115

5.4.6 讨论117

第6章 工艺控制124

6.1 制造符合性检查与质量控制体系124

6.1.1 制造符合性检查124

6.1.2 质量控制体系和最终验收127

6.2 成形工艺控制程序与工艺流程检验128

6.2.1 成形工艺控制程序128

6.2.2 工艺流程检验129

6.3 成品检测133

6.3.1 制造缺陷133

6.3.2 无损检测137

6.3.3 破坏性检验140

6.3.4 检测工艺流程142

6.3.5 验收／拒收标准142

6.4 基于统计的工艺过程控制148

6.4.1 收集和绘制数据曲线图148

6.4.2 工艺能力148

6.4.3 工艺控制常用的统计方法149

第7章 积木式方法155

7.1 积木式方法的基本概念和计划流程155

7.1.1 积木式方法的基本概念155

7.1.2 积木式计划的典型流程155

7.2 各层级积木块的功用158

7.2.1 复合材料结构研制的三个阶段158

7.2.2 积木式方法的基本构型158

7.2.3 材料性能的确定159

7.2.4 设计值的确定160

7.2.5 最终验证161

7.3 积木式方法的应用实例——波音777型飞机尾翼的积木块试验162

7.3.1 试样和结构元件162

7.3.2 组合件试验163

7.3.3 全尺寸试验166

第8章 全尺寸结构试验169

8.1 全尺寸结构试验的必要性169

8.1.1 全尺寸结构静力试验169

8.1.2 全尺寸结构疲劳／耐久性试验170

8.1.3 全尺寸结构损伤容限试验170

8.2 全尺寸结构试验技术170

8.2.1 试件的固定装置170

8.2.2 加载方式171

8.2.3 加载动力装置172

8.2.4 载荷控制系统173

8.2.5 应变与变形数据的测量与采集173

8.2.6 数据采集和处理系统173

8.3 全尺寸结构试件缺陷和损伤的模拟173

8.3.1 制造缺陷的模拟173

8.3.2 冲击损伤的模拟174

8.3.3 雷击损伤的模拟176

8.3.4 大损伤的模拟177

8.4 空中客车系列飞机全尺寸复合材料结构试验程序177

8.4.1 空中客车系列飞机全尺寸复合材料结构的一般试验程序177

8.4.2 A320型飞机全尺寸复合材料垂直尾翼结构试验程序178

8.5 混合结构试验183

8.5.1 混合结构疲劳试验的一般方法183

8.5.2 A380型飞机金属与复合材料结构的全尺寸试验185

第9章 静强度188

9.1 应力集中188

9.1.1 应力集中的基本概念188

9.1.2 应力集中系数188

9.1.3 不同开口尺寸的应力分布189

9.1.4 铺层对应力集中的影响189

9.1.5 应力集中对静强度的影响190

9.2 失效模式与失效判据191

9.2.1 失效模式191

9.2.2 失效判据195

9.3 层合板／结构元件的试验矩阵197

9.3.1 无缺口试样强度试验矩阵197

9.3.2 缺口试样强度试验矩阵199

9.4 静强度设计许用值200

9.4.1 材料许用值200

9.4.2 设计许用值201

9.5 静强度试验数据的分散性分析203

9.5.1 双参数Weibull分布203

9.5.2 Weibull分布形状参数的假设检验204

9.5.3 美国海军试验数据的Weibull形状参数205

9.5.4 基本数据的Weibull形状参数208

9.5.5 组合数据的Weibull形状参数210

9.6 静强度可靠性分析212

9.6.1 基本假设212

9.6.2 可靠度计算方法212

9.7 环境影响的处理方法215

9.7.1 环境补偿因子法215

9.7.2 环境箱模拟法217

9.7.3 试验支持的分析方法218

第10章 耐久性224

10.1 复合材料的疲劳特性224

10.1.1 复合材料的良好疲劳特性224

10.1.2 复合材料的疲劳损伤特性224

10.2 影响复合材料疲劳强度的因素225

10.2.1 基体材料225

10.2.2 纤维材料225

10.2.3 铺层226

10.2.4 环境227

10.2.5 载荷作用方式229

10.2.6 缺口230

10.2.7 预载230

10.3 疲劳试验载荷谱230

10.3.1 疲劳试验载荷谱的分类230

10.3.2 谱载截除232

10.4 疲劳寿命试验数据的分散性分析233

10.4.1 疲劳寿命试验数据的收集方法233

10.4.2 美国海军试验数据的Weibull形状参数235

10.4.3 基本数据的Weibull形状参数237

10.4.4 组合数据的Weibull形状参数238

10.4.5 静强度分散性与疲劳寿命分散性的比较239

10.5 疲劳寿命的可靠性分析240

10.5.1 寿命分散因子法240

10.5.2 载荷放大系数法240

10.5.3 极限强度方法242

10.6 疲劳试验矩阵与疲劳强度设计许用值242

10.6.1 疲劳寿命试验矩阵242

10.6.2 疲劳强度设计许用值243

第11章 损伤容限246

11.1 引言246

11.2 制造缺陷246

11.2.1 铺层和固化过程中形成的缺陷246

11.2.2 制造和装配过程中产生的缺陷247

11.3 冲击损伤源和冲击损伤形态248

11.3.1 冲击损伤源248

11.3.2 冲击损伤形态250

11.4 冲击威胁250

11.4.1 冲击威胁的Weibull分布250

11.4.2 军机的冲击能量—超越数曲线252

11.4.3 冲击威胁的对比分析253

11.5 损伤假设255

11.5.1 冲击能量截止值255

11.5.2 损伤容限设计的关键参数257

11.5.3 概率损伤容限设计的关键参数259

11.5.4 其他损伤假设259

11.6 缺陷／损伤对静强度和疲劳强度的影响260

11.6.1 不同缺陷／损伤形式对静强度影响的对比分析260

11.6.2 冲击损伤对拉、压静强度影响的差异260

11.6.3 不同设计参数对冲击后压缩强度的影响261

11.6.4 缺陷／冲击损伤对疲劳强度的影响263

11.7 剩余强度要求263

11.7.1 损伤分类264

11.7.2 不同损伤程度的剩余强度要求264

11.7.3 剩余强度要求的评定程序266

11.8 循环载荷作用下的损伤扩展267

11.8.1 含孔层合板的损伤扩展267

11.8.2 分层的疲劳扩展特性267

11.8.3 损伤无扩展设计270

11.9 损伤容限设计许用值和损伤容限验证试验272

11.9.1 损伤容限设计许用值272

11.9.2 损伤无扩展验证试验273

11.10 损伤容限的确定性符合方法277

11.10.1 制定剩余强度—损伤尺寸关系曲线277

11.10.2 基于可检性水平的几个典型损伤尺寸277

11.10.3 检测计划的评定程序278

11.10.4 确定性符合方法的两类主要试验依据279

11.11 损伤容限设计的概率符合性方法279

11.11.1 确定满足损伤容限设计要求的程序280

11.11.2 冲击能量—超越概率曲线281

11.11.3 冲击能量—超越概率数据的两种拟合方法281

11.11.4 设计使用寿命和检查间隔282

第12章 紧固件连接285

12.1 引言285

12.2 连接形式、失效模式与失效准则285

12.2.1 连接形式285

12.2.2 失效模式285

12.2.3 失效准则287

12.3 紧固件的选择287

12.4 疲劳强度的影响因素和剩余强度288

12.4.1 疲劳强度的影响因素288

12.4.2 剩余强度288

12.5 紧固件连接试验289

12.5.1 试件制备289

12.5.2 挤压强度的表达式289

12.5.3 推荐的接头挤压试验矩阵289

12.5.4 推荐的挤压—旁路试验矩阵292

12.6 紧固件连接的许用值292

12.6.1 紧固件连接的材料许用值292

12.6.2 静强度设计许用值293

第13章 胶结连接294

13.1 胶结连接的特点和应用局限性294

13.1.1 胶结连接的特点294

13.1.2 胶结连接的应用局限性295

13.1.3 胶结缺陷的检查295

13.2 胶结连接形式与失效模式295

13.2.1 胶结连接形式295

13.2.2 胶结接头的失效模式296

13.3 胶结连接设计的基本准则297

13.4 胶结连接强度的影响因素300

13.4.1 被胶结件厚度300

13.4.2 连接形式301

13.4.3 被胶结件刚度301

13.4.4 胶黏剂韧性302

13.4.5 胶结件性能303

13.4.6 胶结缺陷305

13.5 胶结连接的耐久性308

13.5.1 胶结接头的疲劳特性308

13.5.2 胶结连接耐久性的设计准则309

13.5.3 胶结结构的耐久性试验309

13.6 表面处理311

13.6.1 概述311

13.6.2 表面处理效果的检查313

13.6.3 避免潮湿或污染的方法314

13.7 胶结连接试验314

13.7.1 胶黏剂性能试验314

13.7.2 胶结连接性能试验316

13.8 基于测试的断裂力学评估319

13.8.1 断裂测试与剪切强度试验的对比分析320

13.8.2 双悬臂梁测试法320

13.9 胶结连接强度的分散性分析323

13.9.1 静强度数据的分散性分析323

13.9.2 疲劳寿命数据的分散性分析329

第14章 加筋结构333

14.1 加筋条端头333

14.1.1 壁板与加筋条333

14.1.2 加筋条端头的受力状态334

14.1.3 静强度335

14.1.4 疲劳强度339

14.2 桁条与蒙皮的胶结连接339

14.2.1 引言339

14.2.2 C-X运输机复合材料机翼结构340

14.2.3 脱胶损伤的评估要求340

14.2.4 含脱胶损伤壁板的翘曲分析341

14.2.5 加筋条与蒙皮胶结连接的验证342

第15章 夹芯结构344

15.1 夹芯结构与受力特性344

15.1.1 夹芯结构344

15.1.2 受力特性和其他特性344

15.2 夹芯结构的损伤与损伤阻抗设计345

15.2.1 夹芯结构常见损伤345

15.2.2 夹芯结构的损伤阻抗设计346

15.3 夹芯结构的连接设计348

15.4 夹芯结构试件的环境浸润处理350

15.5 夹芯壁板结构损伤阻抗和损伤容限试验352

15.5.1 引言352

15.5.2 冲击损伤尺寸的影响因素353

15.5.3 夹芯壁板CAI强度的尺寸效应356

第16章 闪电防护技术366

16.1 雷击区域划分366

16.1.1 闪电附着366

16.1.2 区域划分366

16.1.3 不同1区部位遭受闪电初始附着的百分比369

16.2 复合材料结构闪电直接效应370

16.2.1 非导电复合材料的闪电直接效应370

16.2.2 导电复合材料370

16.3 闪电防护环境标准371

16.3.1 闪电波形373

16.3.2 闪电波形应用375

16.4 复合材料结构闪电防护技术376

16.4.1 非导电复合材料防护376

16.4.2 导电复合材料防护381

16.4.3 防护有效性评定389

16.5 复合材料结构闪电直接效应的试验389

16.5.1 试验设备389

16.5.2 试验方法391

第17章 修理394

17.1 可接近性设计与可检查性设计394

17.1.1 可接近性设计394

17.1.2 可检查性设计394

17.2 可修理性设计395

17.2.1 层合板可修理性设计396

17.2.2 夹芯结构可修理性设计397

17.2.3 波音787飞机复合材料结构的一些特殊可修理性设计397

17.3 损伤的检测398

17.3.1 目视及其他的简单检查方法398

17.3.2 无损检查方法401

17.4 修理的分类408

17.4.1 按损伤严重程度分类408

17.4.2 按修理对象和修理方法分类408

17.4.3 按修理场地分类409

17.4.4 按损伤危害性分类410

17.5 修理设计准则410

17.5.1 刚度411

17.5.2 静强度和稳定性411

17.5.3 耐久性412

17.5.4 损伤容限412

17.5.5 与飞机系统的相容性412

17.5.6 气动光滑性412

17.5.7 重量与平衡413

17.6 修理方案的确定413