方法验证是实验室针对标准方法或官方发布的方法的验证。如果只是对标准方法稍加修改，如使用不同制造商的同类设备或试剂等，必要时也应进行验证，以证明能够获得满意的结果，并将其修改内容制订成作业指导书文件。根据《GB/T 27417—2017合格评定 化学分析方法确认和验证指南》的规定，典型的需要验证的方法特性参数如表2－17所示［4］。......
2023-06-29
复合材料的特性及其优化方法
【摘要】：飞行器结构中使用的复合材料，主要是纤维增强树脂基复合材料。图10-4给出了先进复合材料比强度及比模量的范围。表10-1各种材料的力学性能续表由图10-4及表10-1可见，FRP 的密度约为钢的1/5，为铝的1/2。表10-2各类复合材料的主要性能2.纤维增强树脂基复合材料的缺点除上述一系列优点外，纤维增强树脂基复合材料也存在一些问题，比如设计制造复杂、层间承载能力低及原材料成本较高等。铝锂合金的价格是碳纤维复合材料的1/10。
复合材料种类繁多，不同种类的复合材料性能各异。纤维增强树脂基复合材料（Fiber Reinforced Plastic，FRP），由于其固有的优点，是复合材料中发展最迅速、应用最广泛的一类复合材料。飞行器结构中使用的复合材料，主要是纤维增强树脂基复合材料。因此，本书主要介绍纤维增强树脂基复合材料，后面提到的复合材料专指纤维增强树脂基复合材料。
1.纤维增强树脂基复合材料的优点
纤维增强树脂基复合材料具有一系列优点，例如，比强度和比模量高、耐疲劳和耐腐蚀性好、成形工艺性好等。
（1）比强度、比模量高
聚合物基复合材料（也称为纤维—树脂复合材料）的突出优点是比强度（即强度与密度之比）和比模量（即模量与密度之比）高。图10-4给出了先进复合材料比强度及比模量的范围。
图10-4 先进复合材料比强度和比模量的范围
表10-1列出了各种材料的力学性能。为使这种对比更具说服力，表中所列性能为正交铺层板的数据，而不是单向层板的数据。就性能数据而言，正交铺层板一般只有单向层板的一半。
表10-1 各种材料的力学性能
续表
由图10-4及表10-1可见，FRP 的密度约为钢的1/5，为铝的1/2。其比强度和比模量都比钢、铝合金高，甚至高出很多。例如，高模量碳纤维/环氧复合材料的比强度为钢的5 倍，铝合金的4 倍，钛合金的3.5 倍，其比模量是铜、铝、钛的4 倍。这样，在强度和刚度相同的情况下，使用FRP 制作的结构质量可以更轻或尺寸可以比金属件小。这在减轻飞机重量、提高整机性能方面，是现有其他材料所无法比拟的。
凡是用作结构材料的复合材料，其比强度、比模量大都比原来单一的基体材料要高很多。
（2）耐疲劳性能好
金属材料的疲劳破坏常常是没有明显预兆的突发性破坏。而聚合物基复合材料中纤维与基体的界面能阻止裂纹的扩展。因此，疲劳破坏总是从纤维的薄弱环节开始，逐渐扩展到结合面上，破坏前有明显的预兆。大多数金属材料的疲劳强度极限是其拉伸强度的30%～50%，而碳纤维/聚酯复合材料的疲劳强度极限可为其拉伸强度的70%～80%。
（3）减振性好
受力结构的自振频率除与结构本身形状有关外，还与结构材料比模量的平方根成正比。由于复合材料的比模量高，因此用这类材料制成的结构件具有较高的自振频率。同时，复合材料中的基体界面具有吸振能力，使材料的振动阻尼很高，对相同形状和尺寸的梁进行振动试验得知，轻合金梁需9 s 才能停止振动，而碳纤维复合材料梁只需2.5 s 就停止了同样大小的振动。
（4）各向异性及性能可设计性
FRP 还有一个突出的特点是各向异性，与之相关的是性能的可设计性。FRP 的力学性能和物理性能不仅取决于纤维、树脂的种类及体积含量，还与纤维的排列方向、铺层次序和层数密切相关。因此，可以根据工程结构的载荷分布及使用条件的不同，选取相应的材料及铺层设计来满足既定的要求。FRP 的这一特点可以实现制件的优化设计，做到安全、可靠、经济、合理。
（5）材料与结构的统一性
在制造FRP 材料的同时，也就获得了制件。制件可一次成形，即使是结构和形状复杂的大型制件也可以一次成形。这对于一般工程塑料来说是难以实现的。FRP 的这一特点使部件中的零件数目明显减少，避免了接头过多，显著降低了应力集中。同时，相应地减轻了部件质量，减少了制造工序和加工量，大量节省了原材料，缩短了加工周期，降低了成本。
各类复合材料的主要性能可参见表10-2。
表10-2 各类复合材料的主要性能
2.纤维增强树脂基复合材料的缺点
除上述一系列优点外，纤维增强树脂基复合材料也存在一些问题，比如设计制造复杂、层间承载能力低及原材料成本较高等。
（1）设计制造复杂，缺少经验和知识，多采用试错工艺
复合材料由于其材料制造和零件成形同时完成的独特工艺特点，与金属零件相比，复合材料构件的设计制造具有独特性且更加复杂，并且因缺少经验知识，制造过程中多采用试错工艺。
（2）原材料价格昂贵
复合材料比常规铝合金价格高是众所周知的。1989年9月，在英国召开的ICAS—15会议上，有人对原材料价格做了分析，比较得出碳纤维编织物预浸料价格是常规铝合金的20倍，是铝锂合金的7 倍多。日本东丽公司生产的T300（12K）纤维每千克价格约33.07 美元，T700 每千克价格为350～380 元。铝锂合金的价格是碳纤维复合材料的1/10。
（3）高风险
先进复合材料的重量轻、铺层的可调整性、良好的抗疲劳性等特点吸引着人们争相使用，但在实际使用中发现了不少问题。例如，层间承载能力低，很难监测内部的损坏程度，破坏形式也相对复杂等，并且复合材料构件的质量分散性大，这些都增加了使用复合材料构件的风险。
但是从近几年波音787 客机、空客A380 和空客A350 XWB 客机的研制中可以看出，以上问题都得到了解决，增强了在飞机上大量采用复合材料的信心。
有关飞机装配工艺学的文章
- 详细阅读
-
点降雨特性及其图示方法详解详细阅读
点降雨的特性可用雨量、历时和雨强等特征量以及雨量、雨强在时程上的变化来反映。指一定时段内降落在单位水平面积上的雨水深度，用mm表示，计至0.1mm。与降雨历时相应的还有降雨时段，它是人为规定的。如最大1h降雨量、6h降雨量、24h降雨量等。X1.4.2.2点降雨特性的图示方法1.降雨量过程线降雨过程线是表示降雨量随时间变化的特性。常用降雨量柱状图和降雨量累积曲线表示，如图X1.10所示。......
2023-06-21
-
复合材料制件表面质量检查的优化方法详细阅读
复合材料制件表面质量通过目视来检查，表面质量的通用验收要求如下。若没有纤维损伤，表面树脂划伤是可以接受的。②靠工装面与靠袋面的表面凹坑。④可见的材料夹杂，夹杂材料长度一般要求不大于12.7 mm。没有纤维暴露的任何表面含胶是允许的。⑦零件表面不允许有纤维铺层皱褶。⑨零件表面不平整，除了图样上允许的拼接或铺层终端引起的台阶，表面不平整应在0.254 mm 以内。⑩圆角处架桥，小于或等于0.5 in 长的圆角处架桥是允许的。......
2023-07-18
-
预测技术的种类及其优化方法详细阅读
用不同的分类方法对预测技术进行分类：按预测技术的属性来划分 预测技术可分为定性预测技术和定量预测技术。定性预测的主要特点如下：①应用起来灵活方便。③定性预测所需要的时间比较短，时效性较强。④缺点是预测结果受主观因素的影响较大。3）科技预测，对科学技术问题预测。按预测期限长度分1）近期预测。指3个月以内预测。它是制定年度计划、季度计划和明确规定短期经济活动具体任务的依据。......
2023-07-15
- 详细阅读
-
超静定结构的特性及优化方法详细阅读
超静定结构与静定结构相比，具有以下一些重要特性。了解这些特性，有助于加深对超静定结构的认识，并更好地应用它们。超静定结构的内力单由静力平衡条件不能全部确定，还需要同时考虑位移条件。所以，超静定结构的内力与结构的材料性质以及杆件截面尺寸有关。在超静定结构中，任何上述因素作用，通常都会引起内力。因此超静定结构比静定结构具有较强的防护突然破坏能力。在设计防护结构时，应该选择超静定结构。......
2023-06-16
-
演讲中的心理效应及其优化方法详细阅读
在公共关系演讲中,合理适度地利用心理效应,有利于增强演讲的效果,达到演讲的目的。常见的效应主要包括首因效应、晕轮效应、权威效应和移情效应等。在公关演讲中,演讲者常利用晕轮效应来进行自我宣传。在演讲中可利用权威效应,由有一定权威性即专业水平高、人品良好的人士充当演讲者。总之,利用权威性能大大增强演讲的效果,容易说服听众。......
2023-07-16
-
计算弧后介质恢复特性方法优化详细阅读
假设零后的介质恢复为自由恢复，不考虑电路参数的影响，令计算模型中的源项为零。最终得到如下结果：以上是SF6断路器灭弧室近区故障开断能力数值计算过程。这样，断路器端子短路故障开断能力可以用弧后介质恢复强度来表示。......
2023-07-02
相关推荐