飞机复合材料损伤机理及适航评定技术研究

论文摘要

随着航空技术和材料科学技术的发展,各类新型、先进的复合材料在民用飞机中得到越来越广泛的应用。由于复合材料各向异性等特点,其损伤机理、失效形式以及修理技术等都与金属材料结构具有显著的不同。因此相关的无损检测、维修以及适航评定等方面的技术面临新的发展与挑战。如何研究、开发一整套的有关飞机复合材料安全性、可靠性和经济性的控制体系成为紧迫而现实的课题。其中,复合材料的损伤机理和无损检测技术研究显得尤为重要。复合材料层合板一般存在四种失效模式:基体开裂,分层,纤维断裂和脱粘。本文在对复合材料加工特性研究的基础上,对复合材料断裂韧性损伤机理和疲劳损伤机理进行理论研究,了解民航飞机复合材料结构常见的缺陷类型及产生的原因。对常用的各种无损检测方法,熟悉其工作原理并确定各种检测方法的使用范围。而根据飞机结构上应用的复合材料的种类、形状及不同缺陷类型,研究针对各种材料的最佳检测方法。在此基础上,对复合材料的缺陷进行损伤评估,制订损伤评估的流程,以及确定相应的修理方法,制订损伤修理的流程。构建了复合材料损伤评估和损伤修理数据库。而损伤评估和损伤修理就构成了整个飞机复合材料适航评定流程。本文就是在这些基础上,构建了飞机复合材料适航评定系统。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 飞机复合材料的发展和应用
• 1.2 复合材料损伤及适航评定
• 1.2.1 复合材料常见的损伤
• 1.2.2 常用的无损检测的方法
• 1.2.3 复合材料的适航评定
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 本文的主要研究内容
• 第二章 复合材料损伤机理研究
• 2.1 复合材料介绍
• 2.1.1 复合材料的定义
• 2.1.2 复合材料的分类
• 2.1.3 复合材料的性能
• 2.2 复合材料的加工特性
• 2.2.1 复合材料各组成部分的选取
• 2.2.2 成形工艺方法的选取
• 2.3 复合材料结构
• 2.3.1 层压结构的工艺性考虑
• 2.3.2 层压结构的强度和刚度
• 2.3.3 层压结构的失效准则
• 2.3.4 铺层设计对强度和刚度的影响
• 2.4 复合材料损伤机理研究
• 2.4.1 复合材料韧性损伤机理研究
• 2.4.2 复合材料疲劳损伤机理研究
• 第三章 无损检测方法
• 3.1 常用的无损检测方法
• 3.1.1 目视检测法
• 3.1.2 超声波检测法
• 3.1.3 X 射线检测法
• 3.1.4 涡流检测法
• 3.1.5 磁粉检测法
• 3.1.6 渗透检测法
• 3.2 无损检测新技术
• 3.2.1 微波无损检测
• 3.2.2 红外无损检测
• 3.2.3 激光全息检测
• 3.2.4 声振检测
• 3.2.5 声发射检测
• 3.3 无损检测技术的选择及适用范围
• 3.3.1 无损检测方法的选择
• 3.3.2 检测方法的适用范围
• 第四章 复合材料适航评定
• 4.1 概述
• 4.2 常见典型缺陷和损伤
• 4.2.1 许可损伤
• 4.2.2 需修理损伤
• 4.3 损伤检测
• 4.4 损伤评估
• 4.5 损伤修理
• 4.5.1 修理的要求
• 4.5.2 修理方法的分类
• 4.5.3 修理容限
• 4.5.4 修理分析步骤
• 4.5.5 修理后检测
• 4.6 复合材料的适航评定流程
• 第五章 飞机复合材料适航评定系统
• 5.1 软件系统设计
• 5.1.1 运行环境与开发工具
• 5.1.2 软件结构
• 5.1.3 处理流程
• 5.2 数据库支持
• 5.2.1 数据库基本表
• 5.2.2 数据库设计
• 5.2.3 数据库组成范式
• 5.3 软件各功能模块和界面设计
• 5.4.1 主界面
• 5.3.2 用户管理功能模块
• 5.3.3 数据库查询与维护系统
• 5.3.4 信息录入系统
• 5.3.5 损伤评估模块
• 5.3.6 损伤修理模块
• 第六章 结论与展望
• 6.1 论文的主要工作
• 6.2 今后研究工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文