CW網絡研討會:航空航天復合材料面臨的挑戰

 
 

       CompositesWorld將于2017年5月24日下午2:00(美國東部時間),主辦一場由西門子PLM軟件公司贊助的網絡研討會,題為“航空復合結構材料發展面臨的挑戰的解決方案”。


      航空航天業致力于完善航空復合結構材料發展的新方法。 目前新型裝配方法也越來越多地應用到復合材料中,這也揭示了許多解決后將大大提高公司競爭力的挑戰。西門子PLM產品和市場策略總監John O'Connor將作為本次會議的主持人。本次會議回顧了解決飛機組件及復合材料面臨的挑戰的方法。 它將說明特定的軟件在簡化定義和改進設計團隊內的協作以及整個供應鏈中數據交換方面如何實現逐步改變。 對于復合材料,了解那些具有復合材料部件的基本特征的部件型特定設計方法,可以為設計和制造工程師提供了顯著的速度和質量優勢。對于組件,掌握復合材料零件結構與組裝結構的相互作用將會使效率提高。


      復合材料是由兩種或兩種以上具有不同物理、化學性質的材料,以微觀、介觀或宏觀等不同的結構尺度與層次,經過復雜的空間組合而形成的材料。復合材料可保留組分材料的主要優點,克服或減少組分材料的缺點,還可能產生組分材料所沒有的一些優異性能。因此,它們作為一類新型的工程材料,已得到了廣泛的應用和發展。航天器結構所用復合材料,主要由起增強作用的增強材料和基體材料組成,增強材料影響著復合材料的主要性能,如密度、剛度、線膨脹系數和成本;基體可采用塑料(樹脂材料)或金屬材料,目前多采用樹脂材料,它起著支撐增強體,保護增強體,保持復合材料形狀等作用;界面層是包覆在增強體外面的涂層,其功能是傳遞載荷,同時防止基體對增強體的損傷,確保增強體作用發揮。這類復合材料稱為纖維復合材料。在航天器中廣泛應用的有以下幾種纖維:玻璃纖維、碳纖維、凱芙拉纖維、硼纖維?;w材料主要有環氧樹脂和金屬。由于復合材料的各種優異性能,如輕質高強,耐高溫等,因此被廣泛應用航天器結構中,按航天器結構應用中所起的作用分類可分為結構材料和功能材料兩大類。主要應用在人造衛星、宇宙飛船、空間站、航天飛機以及導彈的各種機構中。


      復合材料是航天工業中必需的材料,在未來二、三十年,高技術宇航產品將在信息技術、材料技術、生物技術的新技術革命推動下持續發展,復合材料將有更加全面的發展與應用,主要研究方向應在:  1.金屬基復合材料的研究; 2.納米型復合材料的研究;  3.新型功能梯度復合材料的研究。  復合材料的特點在于它不僅能保持原組分的特色, 而且還可通過復合效應使之具有原組分材料所不具備的性能。與鋁合金相比, 復合材料不僅具有質量輕、比強度高、比模量高、熱膨脹系數近于零等優點, 而且可按航天器實際受力情況進行設計, 因而可以減少零部件數量, 節約原材料, 從而達到減輕質量的目的。鑒于復合材料優點明顯, 在航天器結構中的應用越來越廣泛, 不少國外專家認為, 在未來的航天領域, 先進復合材料會逐漸取代鋁合金等金屬材料, 成為航天器的主要結構材料之一。


      Siemens PLM Software 的戰略是為的復合材料設計、分析和制造的客戶提供先進的、開放性的解決方案及服務。允許用戶使用適合他們情況的設計和分析工具,如 CAD、PLM 和 CAE 工具等。Siemens PLM Software 復合材料解決方案主要基于 Fi-bersim 作為核心的設計工具,Fibersim 提供不同類型零件的設計方法制造評估并能夠控制成本和避免錯誤,同時提供市場上范圍廣的復合材料制造設備( 自動下料機,激光投影儀,自動鋪帶機/自動鋪絲機等) 方面的數據接口。同時,Siemens PLM Software 還提供復合材料線性及非線性有限元分析方面的能力,通過其 Laminate Composites產品,用戶能夠進行復合材料的尺寸優化,評估設計初期的復合材料力學屬性( 許用值,載荷等) ,鋪層優化并驗證初期的層合板鋪層。在收購了 LMS 后,Siemens PLM Software 通過 SAMCEF 進而補充了這方面的能力,SAMCEF 具有業內先進的線性和非線性發復合材料分析方面的能力,漸進式失效分析( 比如損傷,沖擊,層間損傷等) ,及分析大尺度復合材料部件的能力。Siemens PLM Software 全部的復合材料相關的產品能夠提供目前市場上,強大的及全面的復合材料設計和分析方面的能力。