复合材料技术在当代飞机结构上的应1

第一篇：复合材料技术在当代飞机结构上的应1

复合材料技术在当代飞机结构上的应用

以碳纤维为增强体的先进复合材料在20 世纪60 年代中期问世，70年代初即开始应用于飞机结构。先进复合材料的应用对飞机结构轻质化、模块化起着至关重要的作用。随着复合材料设计和制造技术的不断发展和成熟，先进复合材料在军、民用飞机上的用量也在不断扩大。复合材料用量的剧增，带动了复合材料产业的专业化和规模化发展，使先进复合材料正在逐步成为一种成熟、稳定的航空材料。目前，复合材料和铝、钢、钛一起，已发展成为四大航空结构材料。

现代先进民机机体结构复合材料用量越来越大。经过几个阶段的发展，已实现了从非承力、次承力构件，到尾翼主承力、再到机翼与机身主承力构件应用。这是飞机性能的要求，也是商业成功和市场竞争的需要。

国外复合材料技术水平和发展趋势

复合材料由于其高比强度、比刚度等优异特性，越来越广泛应用于飞机结构。目前国内外新研制的飞机不但在水平安定面、副翼、垂尾等结构采用了复合材料，而且机身、机翼翼盒等主结构也采用复合材料，使得结构一体化程度高，系统安装较为简单、减少零部件数，缩短总装时间。复合材料非比寻常的物理特性和可设计性，以及近年来生产成本的降低，加速了飞行器结构选材从金属材料向复合材料转变的进程。复合材料的应用具有可使飞机结构减重10% ～ 40%、结构设计成本降低15%～30% 的优势。面对较高的燃油价格和越来越严格的污染物排放标准，复合材料能使飞机减重的优点显得尤为重要。

代表当今世界大型民用飞机先进水平的两大生产商：波音公司和空客集团，从20 世纪80 年代起就开始将先进复合材料用于大型飞机的结构。随着经验的积累和先进复合材料所带来的效益增加，结构应用不断扩大。波音公司在前期的波音737、波音757 和波音767 几个机型中，先进复合材料的应用仅涉及了起落架舱门、整流罩、升降轮、方向舵、襟翼和副翼等次承力结构。到了90年代中期，在波音777 研制中将先进复合材料扩大应用到了垂直安定面和水平尾安定面等主结构。空客公司于70 年代中期首次将先进复合材料应用于A300 飞机的垂尾，1987 年在A320 飞机上将先进复合材料应用扩大到了水平尾翼，随后的A321、A319、A330 和A340 基本保持了相同的应用水平，对于将先进复合材料料应用于主机翼结构仍有保留。

进入21 世纪后，波音和空客两大公司为争夺新一代大型民用飞机市场，展开了一场先进复合材料应用之争。波音公司在其新研制的波音787“梦幻”飞机上先进复合材料的用量达到机体重量的50%，虽然空客公司在先进复合材料应用上采取了一种循序渐近的方式，逐步扩大应用范围，以减低技术风险，在A380 新一代大型客机上，先进复合材料用量也扩大到了23%。

残酷的市场竞争使这两大生产商均将先进复合材料的用量视为实现飞机机体减重及降低运营成本的有效途径，从而使先进复合材料在民用飞机上的应用急剧升温。虽然空客与波音两大公司在先进复合材料用量的认知上有所差异，但空客公司由于受到波音公司复合材料高用量的威胁，在计划中的A350 飞机上将复合材料的用量提高到了52%，以形成与波音787 飞机的竞争。A350飞机将在中央翼盒、外翼盒、垂尾、平尾、机身壁板、机身后承压隔框、龙骨梁等结构上大量采用碳纤维复合材料（Carbon Fiber-ReinforcedPolymer,CFRP)。

这些情况说明了机体结构中先进复合材料的用量是衡量飞机先进性的重要标志之一，尤其是在机翼主结构中应用先进复合材料，能充分体现出飞机结构技术的先进性。先进复合材料已逐步成为民用飞机主要结构材料。

近40年的研究结果和使用经验表明：复合材料具有优异的性能，在疲劳和恶劣的使用环境下不会造成剩余强度的降低，这些结论和经验增强了各大公司使用复合材料结构的信心。复合材料技术的进一步发展，特别是低成本制造技术的发展，为复合材料在民机上的广泛应用提供了良好的技术平台，现在和将来的民机结构，大量使用复合材料已经成为可能。

复合材料结构设计技术的发展过程

国外民机复合材料结构技术的发展经历了从次承力构件——尾翼级主承力构件——机翼主承力构件的过程，具有典型性。以美国为例，它的发展过程可以归纳为6 个阶段：

第1 阶段，20 世纪70 年代初在受力很小的构件如前缘、整流罩和口盖上；

第2 阶段，1976 年开始选择了相应的受力不大的部件进行预研，波音727 升降舵、DC-10 上的方向舵；

第3 阶段，1985 年开始仍然是在NASA 的ACEE 计划下，各大飞机公司开始研制受力较大的尾翼级的部件；

第4 阶段，20 世纪80 年代初开始 在生产型飞机上正式设计应用复合材料方向舵、升降舵；

第5 阶段，20 世纪90 年代初在B777 尾翼盒段上使用复合材料；

第6 阶段，现今在波音787 飞机机翼机身主承力结构上使用复合材料。

复合材料在民用飞机上应用量的急剧增长主要应归功于其技术的发展和成熟。20 世纪80 年代后期以来，美国和欧洲针对低成本、轻重量复合材料结构技术经过了TANGO（Technology application to the near term business goals and objectives）计划、ALCAS(Advanced Low Cost Aircraft Structure)计划、ACT(Advanced Composite Technology)计划、AST 计划等一系列的专项计划研究，取得了显著的成果。例如美国实施的A C T 计划，研究低成本制造工艺技术的应用，目前已开发了RTM（树脂转移膜塑成形）、RFI（树脂膜渗透成形）、VARI（真空辅助成形工艺）、纤维铺放／缠绕、拉挤成型、自动铺放和采用大丝束纤维等低成本制造技术。其中RTM 技术已在F-22 飞机上大量应用（400 多个零件采用R T M 工艺制造）。由于VARI 技术在降低复合材料制造成本及大型构件整体成型方面的优势，近年来受到广泛重视。美国洛克希德· 马丁公司与美国海军IPT 公司合作，采用VARI 工艺制造P-3 的复合材料下翼面整流壁板。洛克希德· 马丁公司已经着手进行VARI 工艺在S-

3、C-

5、C-130 等机型上的试验及验证工作，加速低成本复合材料在飞机结构上的应用。

这些成果逐渐应用于正在研制的民机结构设计上，促使复合材料在民机主结构中的应用出现突破性进展。

欧美等国通过系列计划的持续性长期研究，对复合材料结构有了更深入的理解，取得了丰富的经验。这些计划通过选取基准平台，按照“积木块”式的试验验证方法，从试件、元件、典型结构件、构件/ 子结构，一直到全尺寸结构（综合验证）进行严格的考核。经过这一过程，不仅建立了材料的基本性能数据库和结构设计许用值，而且结构设计思想得到了评估，结构制造技术得到了考核，大大加快了新材料、新的结构设计和制造技术应用于实际工程的进程。如美国在20 世纪90 年代初期的ACT计划后继续开展了AST 计划（ACT的后续计划，20 世纪90 年代中）。尤其是在AST 计划实施中，NASA与波音公司联合开展了先进低成本复合材料机翼技术研究，以机翼翼盒为研究对象，通过设计，制造和试验等一系列研究，验证了低成本复合材料翼盒的制造技术。

国内复合材料结构技术的现状与差距

我国飞机结构上对复合材料的应用追随着国际上先进国家的脚步，发展的历程基本相同。军民用飞机的各类舵面上选择复合材料结构已经很普遍。在运-7 系列支线飞机的腹鳍、方向舵等次结构上应用了先进复合材料。对尾翼级结构也是在80 年代末就开始应用研究，到了90年代中期设计、研制成功了运-7 复合材料垂尾，并取得了适航证。

我国通过多年的预研和大量的研制实践，以低成本复合材料应用为目标的技术研究已经取得了可喜的成果，初步形成先进低成本复合材料制造能力。如Ｚ向缝纫和三维编织增强复合材料结构制造技术；低成本RTM、VARTM、RFI、VARFI 成形技术。这些低成本制造技术有的已用于产品，有的做了大量工艺、性能试验件，验证了工艺的可行性。舵面等次承力结构的低成本V A R I 工艺复合材料结构与金属结构相比，减重25%，降低制造成本17%。同时在“十一五”期间，完成了民机全尺寸复合材料尾翼设计、制造与试验。使国内复合材料结构设计技术在损伤容限设计与验证、无损检测、加筋整体化结构制造/ 工艺、复合材料结构适航验证等方面上了一个台阶。目前，我国已经开始进行复合材料机翼主结构技术的研究工作。由于机翼结构外形复杂，连接关系多，结构复杂，尺寸大，加工制造难度大。同时机翼需要考虑发动机吊挂接头、起落架支撑结构等集中载荷的影响等等。这些特殊要求，给设计和制造带来难度。就目前的技术状态看，已经可以制造出15m长左右的复合材料机翼壁板，同时也研制出厚度在40mm以上的大型复合材料承载接头。

虽然国内在复合材料的设计制造方面取得很大进步，但是与国际先进水平比较，尤其是在复合材料主承力结构设计制造技术方面还是存在相当大的差距。复合材料在飞机结构上的应用情况大致可以分为3 个阶段：第1 阶段是应用于受载不大的简单零件部件，如各类口盖、舵面、阻力板、起落架舱门等；第2 阶段是应用于承力较大的尾翼等次级主承力结构，如垂直安定面、水平安定面、全动平尾、鸭翼等；第3 阶段是应用于主承力结构，如机翼盒段、机身等。3个阶段所涉及的复合材料制造技术是3 个不同的层次，在载荷水平上是完全不同的，对构件制造技术的要求也不同，构件的尺寸和结构的复杂程度也有大幅的提高。

国内目前的技术水平处于第2阶段的水平。对大型复合材料整体壁板的设计制造技术，由于尺寸及载荷增大使得在复合材料结构形式的选择与优化、设计许用值的确定、分离面的设计、机械连接、制造精度及工艺稳定性、试验研证方法等方面都需要进行进一步的深入研究。在制造与工艺技术方面，国内航空复合材料结构生产厂家除了采用预浸料／热压罐成型工艺生产复合材料构件，也开始采用各种低成本制造技术生产不同的复合材料构件，也配备了一定的无损检测设备，普遍采用激光定位、自动铺带机、预浸料切割机、预制体编织机等复合材料制造设备，初步满足现阶段航空复合材料构件生产的需求。但对于大型飞机复合材料构件的制造仍然是生疏的，特别是大型整体成形技术和手段仍然是关键瓶颈，从模具、材料、检验等材料体系与标准规范方面，国内现在还没有国产的通过适航认证的适应下一代先进民机复合材料的碳纤维，即使是芳纶纤维、玻璃纤维（布）也未经过适航认证过程。目前适合于先进民机复合材料构件用的环氧树脂体系有一定的基础，但数据都不完善，尚未获得适航认证。

结束语

纵观国外复合材料技术的发展，几乎都采用了先预研，再在型号中应用的方法。20 世纪80 年代后期以来，美国和欧洲就复合材料结构技术开展了多个专项计划研究，已经取得了显著的成果，正是由于这些成果的取得，复合材料在民机结构中的应用才能出现突破性的进展。随着国内先进复合材料在军民用飞机上的应用不断扩大以及设计和制造技术的积累，一些代表复合材料发展趋势的低成本复合材料结构技术也有所进展。对飞机复合材料结构的应用研究也在持续开展。在碳纤维制造、复合材料结构制造设备、复合材料主结构设计技术、大型无损检测技术方面已经有了长足的进展。可以预期，这些持续不断的各类复合材料研究项目的成果必定会在将来国内新的飞机项目中得到大量的应用，从而增强我国在世界航空工业的竞争力。

第二篇：复合材料在飞机结构中所占比例越来越大

复合材料在飞机结构中所占比例越来越大

发布日期：2012-11-19 来源：复材在线 浏览次数：560 分享到：

2011年2月，哈尔滨哈飞空客复合材料制造中心新厂房在哈尔滨市正式落成并投入使用。新厂房将主要用于空客最新研发项目A350XWB主要复合材料零部件的生产制造。

空中客车公司（Airbus S.A.S.）在2012珠海航展上透露，作为首家在大型民用飞机上广泛采用复合材料的飞机制造商，空中客车公司与中国合作伙伴一起，在中国加强复合材料设计、制造和维修专业人才的培养，以适应复合材料在飞机上所占比重不断增加的新形势。

空客（北京）工程技术中心成立于2005年，其主要工作是参与目前及未来空客飞机项目的设计工作。目前，工程中心的主要任务之一是承担空客最新机型A350XWB宽体飞机在华百分之五工作份额所涉及的设计工作。中国所承担的工作包，如方向舵和升降舵等都采用复合材料。通过在国内及欧洲的培训，工程中心的年轻中国工程师在复合材料设计方面的能力得到了很大的提升，完全能够胜任所承担的工作，并为未来发展打下了坚实的基础。

2009年6月成立的哈飞空客复合材料制造中心是空中客车公司与哈尔滨飞机工业集团公司等中方合作伙伴共同建设的合资企业。2009年12月，制造中心投入生产，开始制造空客单通道飞机方向舵等大部件。2011年2月，哈尔滨哈飞空客复合材料制造中心新厂房在哈尔滨市正式落成并投入使用。新厂房将主要用于空客最新研发项目A350XWB主要复合材料零部件的生产制造。制造中心引进了当今世界最先进的复合材料制造设备和技术、采用最先进的工艺流程和业界最高的管理标准。制造中心非常重视复合材料制造领域人才的培养。随着工作的深入，将进一步加大人员培训的力度，很多员工已经送到欧洲去进行培训。到2015年，该中心聘用的中国员工人数将达到600名。由空中客车公司和中国航空器材集团公司共同建设的华欧欧航空培训中心根据形势需要，在华推出复合材料修理等新的培训课程，以更好地根据市场的发展满足客户的需求，为运营空客飞机的中国用户提供强有力的支援服务。新推出的培训课程既包括在空客各机型上比重不断增加的复合材料的修理，也包括在空客A380飞机上采用的Glare（一种玻璃纤维-铝层压板）材料的修理，以及其他相关理论及实际操作课程。为此，华欧航空培训中心专门设立了飞机结构维护/修理实作教室，为培训课程的实施提供所需场所、设备和工具。

中国运营的飞机中，复合材料在飞机结构中所占比例越来越大。在这种情况下，中国对于复合材料零部件修理的需求将不断增加。华欧航空培训中心在中国推出复合材料修理培训课程，将帮助空客中国员工、中国各航空公司机务人员和MRO（维修、修理和大修）企业员工掌握并提高复合材料修理的技能，使之不但可以从事目前已在中国投入运营的空客飞机机型的修理，同时，也为即将在中国投入运营的空客最新机型的修理做好了充分准备。复合材料修理在所需技能、所用的工具、设备与材料等各方面与金属结构维修有着很大的不同。复合材料修理在很大程度上依靠修理人员的个人技能、使用正确的工具并遵循正确的操作流程，并对操作流程进行严格的质量控制。因此，培训至关重要。

空中客车公司是首家在大型民用飞机上广泛采用复合材料的飞机制造商。A310是率先采用复合材料垂尾盒的民用飞机。A320是率先采用全复合材料尾翼的飞机，A340-500/600是率先采用碳纤维增强型复合材料（CFRP）大梁和后压力隔框的机型。A380的中央翼盒主要由碳纤维增强型复合材料制造，比先进的铝合金可以减轻1.5吨的重量。A380也采用了迄今世界上最大的复合材料后机身段。

近三十年来，空中客车飞机的复合材料结构重量日益增加，从最初的A300飞机的不足5%，到A380飞机的25%，再到A350XWB的50%以上。这些年，通过循序渐进的方式，空中客车公司积累了丰富的经验，与供应商一起研发了相应的技能。空中客车公司率先使用碳纤维增强型复合材料替代金属材料。与传统的飞机材料相比，碳纤维增强型复合材料有强度高、质量轻、抗腐蚀和具有超级耐久性等优势。对于航空公司运营商，这意味着一架高性能的飞机，重量轻，有较低的维护和使用成本。未来的A350XWB飞机将成为空中客车公司发展战略的完美体现，其目标是飞机的每一个部件都采用最适宜的材料制造。

A350XWB代表了行业内复合材料技术的最新进展，其中复合材料、轻金属材料和硬金属材料的比例分别是53%、20%和21%，在空客飞机上第一次实现了复合材料的用量超过了金属材料。而且，金属机体材料的解决方案也较之前的应用更为创新。尽管如此，金属材料将仍是一个挑战者，在未来的项目中依然是复合材料的竞争对手。简言之，空中客车公司认为，每一种材料（无论是金属材料还是复合材料）都有其自身的优势，空中客车飞机的机体总是各种材料的最佳搭配使用。

空客A350XWB机型采用的增压型多板式复合材料机体是一项重大的进展和成就，这项技术术已在A380飞机上得到验证。

对于运营商而言，复合材料在运营期间不会有腐蚀和疲劳损伤，但对于受到外物撞击（比如鸟撞），除了目视检查外，还需进行额外的详细无损评估（如采用超声波/共振方法），开展必要的修理。除了运营中的检查需求，复合材料在制造过程中也有采用超声波或X-射线等无损检测方法确保产品没有缺陷。为此，空中客车公司通过与研究机构的合作，开发出了先进的无损检测方法。

总之，空中客车公司通过循序渐进的方法扩大了复合材料在大型民用飞机上的使用，同时还兼顾金属结构件的优点。复合材料并不适用于飞机所有的零部件的制造，其优势取决于部件所承受的载荷、应力类型以及部件的位置。因此，空中客车公司继续开发先进的超轻型合金，并确信无论是金属材料还是复合材料，都有各自的优势。碳纤维增强型复合材料（CFRP）在不同空客飞机上的应用百分比： 复合材料在飞机结构重量中所占的比例，从1985年占A310-300机型的5%，到A380的25%，再到A400M的35%，直到将于2013年投入运营的A350XWB的53%，是一个循序渐进的过程。

复合材料在空客各机型上的应用情况如下：

A310-300，5% 垂尾、方向舵、升降舵+扰流板+副翼+短舱+NLG舱门+整流罩（如雷达罩、机翼/机体整流罩）+机翼T/E检查口盖+ 水平尾翼、垂直尾翼、L/E 和T/E口盖+吊架整流罩

A320，10% 以上各项+水平尾翼面板+襟翼+MLG舱门+机覆整流罩（替代机翼/机体整流罩）

A330/A340，10% 以上各项+水平安定面油箱输

A340-500/600，11.5% 以上各项+后压力隔框（增压）+龙骨梁

A380，25% 以上各项+后机身+尾锥+横梁+中央翼盒+机肋+襟翼轨道+首次在民用飞机上机体壳采用GLARE A400M，35% 以上各项+货舱门+外翼盒（蒙皮+桁条）A350 XWB，53% 以上各项+外翼底部+机体蒙皮+隔框

第三篇：复合材料数字化制造技术在飞机壁板上的应用

复合材料数字化制造技术在飞机壁板上的应用

中航工业西安飞机工业(集团)有限责任公司 唐姗姗

由于具有高强度、耐高温、耐腐蚀、重量轻等优良的性能，先进复合材料在航空器结构上的应用已经与铝合金并驾齐驱，成为当今材料技术发展最为迅速的领域。航空复合材料性能水平及其在结构中的应用水平，已经成为飞机结构先进性的一个重要标志。但是复合材料设计/制造的复杂性和独特性，使复合材料构件的成本、性能受到一定的影响，大量复合材料的应用更是对制造能力提出了巨大的挑战。为迎接这一挑战，构建复合材料构件数字化设计/制造环境，实施复合材料构件数字化设计/制造技术，已成为国内外航空企业的必然选择。

工艺方案的探索与制定

某壁板长4m，宽1.2m，铺层为29层，材料为碳纤维单项带材料。与以往零件不同，该壁板不但尺寸大，而且加强层多，占到所有铺层的1/2，且每一层加强层的轮廓都不相同，还有7根长度不等的长桁，定位难度非常大。壁板铺层如图1所示。

壁板零件制造的传统方法是工装定位长桁，铺贴样板定位加强层。但是经过试验，发现这个方法在该壁板零件的制造上不可行，不仅耗费在定位上的时间长，并且定位精度达不到设计图纸的要求。而且每层加强层的形状都不相同，如何准确下料也是需要攻克的难题之一。

采取数字化生产能很好地解决零件精度的难题，应用数控下料机精确下料，应用激光定位铺层系统进行加强层和长桁的定位，不但可以提高零件的质量，还节约了昂贵的原材料，省去下料、定位样板，节省了工装成本，而且也大大减少工人操作的时间，提高了劳动效率。该壁板是采用CATIA CPD软件完成复合材料零件的工艺数模设计的，使用MAGSTIC软件完成排料优化及工艺数模信息与加工设备的接口输出，生成数控下料及激光投影程序，并将数据传递到数控下料机和激光定位铺层系统，实现数字化生产。建立分层数模

建立复材分层数模是第一阶段，由于这一技术还未在国内大规模推广，设计下发的数模只有实体模型和一些加强层的定位线、轮廓线。要想走通这条数字化流程，就必须在设计实体模型的基础上再次建立复材分层数模。作为工艺人员，不能改变设计者的意图。所以在零件实体模型已经设计完成的情况下，只能在实体模型基础上，结合图纸，进行逆向建立复材工艺模型。因此，在建立模型时就不能基于区域设计，而必须逐层做出每一层铺层的轮廓线，再进行手动铺层，完成数模的建立工作。

设计数模转制造数模

在分层数模建立好之后，下一步是进行工艺性修改，包括加放工艺余量，在铺不平、展不开的地方开剪口，对超过材料幅宽的料片进行切片以及可制造分析和料片展开。对于该壁板零件来说，由于其尺寸大，就必须将每一层都分割成材料幅宽范围内的小的切片。制造信息输出

由CATIA CPD软件设计完成的复合材料数据需通过接口导入自动下料机和激光定位铺层系统，用于下料和铺层定位，数据接口是连接设计数模与制造设备的关键。MAGESTIC公司针对此项需要开发了Trunest和TruLaser/view第三方软件，Trunest软件分为2部分，一部分为集成在CATIA内的，主要是将展开的料片外形导出为排料软件可识别的文件，另一部分为排料软件，进行复合材料料片的排料优化。TruLaser/view集成在CATIA环境内，主要用于将工艺数模设计完成后的三维数据生成为激光投影定位铺层系统进行激光投影仪投影时的程序。图2~3是制造信息输出时软件的截图。

TRUNEST 软件的应用

排料优化有2种方式：一是手工方式，二是采用MAGESTIC软件。手工优化方式：从CATIA下导出每一层料片的文件，再用AUTOCAD软件把每一层料片排在一张下料图上，此时需要为每一个铺层手工加上编号，之后导入数控下料机下料。这种方式费时费力，材料的利用率也不是最高，还容易出错。采用MAGSTIC软件方式需要先将所有铺层的信息从CATIA下导出，导入MAGESTIC排料软件，需要预先设定好材料幅宽、材料属性，点击软件进行排料，就可以完成所有铺层的排料。排出的材料利用率比手工排料要高，节约了昂贵的材料，每一层都自动生成对应的铺层编号，节省了工艺人员的时间。TruLaser软件的应用

完成复合材料零件的制造数模设计后，将激光投影定位设备需要的文件通过数据接口传递到激光投影定位仪中，传递数据有手工方式和采用第三方软件2种方式。

手工方式是从CATIA下导出每一层料片的数据，依靠手工编辑得到的投影文件，虽然经过了生产验证，但存在的问题有手工编辑非常复杂，准确性很差，耗时非常长，一个零件投影程序的编制所用时间平均为10h以上，而且每做一次试验就需要重新再编辑一次。采用MAGESTIC软件，投影文件可以直接由TruLaser生成，传递到激光投影定位铺层系统中，按零件的铺层和复杂程度所用的时间有所不同，但是平均1h 就能出完程序，并且正确率高。数控下料机的应用

材料优化排料后就要进行数控下料，使用的设备为履带式下料机，它可以识别dxf文件和g-code文件。dxf文件可由排料软件直接生成，它是一种图形文件，工艺人员可以方便地检查零件料片的形状和编号，在切割时可方便挑选料片进行补切，若有未完成的任务，也可方便找出断点继续下料。而g-code文件是由数字点位组成，没有这些功能。因此我们采用dxf文件进行下料。

零件材料是通过真空吸附的方式固定在下料机台面上的，下料机台面宽度为1800mm，上面布满了真空抽气用的小孔，通过真空吸附使材料紧紧地吸附在平台上，启动裁割程序，实现自动下料。

激光投影铺层系统的应用

采用激光投影定位技术铺层时，需要工装文件、料片数据文件以及系统配置文件3个文件，料片数据文件即为上面所做的工艺数模设计最后导出的数据文件，工装数据文件是指工装的三维空间坐标数据文件，该数据由测量机测量后导入激光投影定位仪中，系统配置文件为激光投影定位仪自身生成的文件，具备3个文件后就可以进行实际铺层了。激光投影定位仪系统由一台控制计算机、若干个激光头和一系列的工装定位头（光敏元件）组成。使用该系统时，首先将铺放工装固定在激光头下面，将工装定位头固定在工装的定位点上，作为建立工装三维空间准确位置的参考点，投影系统通过用光线扫描工装表面的定位点进行自校准。工装定位点通常要包含工装上的最高点和最低点，其他点沿着工装的边缘均匀选取。控制计算机根据基于构件的CAD三维设计数据生成的激光投影文件，通过特殊反光镜，控制激光束将构件铺层形状轮廓线上的点依次投影到模具表面，由于点投影的更迭移动速度极快（每秒300m以上），在操作者眼中，模具或零件表面会生成相应的边界轮廓线，操作者可根据该轮廓线进行有关的定位操作（如定位铺叠等），从而免除传统的铺叠样板。在进行激光投影定位铺层时，注意以下几点：

（1）工装数据。

工装表面的定位头数据必需测量准确才能得到好的校准结果。任何料片数据与工装数据之间的误差都会造成投影的不精确。料片数据和它的工装是对应的。企图将一个工装的料片数据投影到另一个工装上，将不会生成有用的图像。（2）定位头。

定位头是放置在工装上已知位置的，它是带有逆向反光材料的圆柱形零件，可将激光反射回激光头，这样，系统就能检测到定位头位置。激光系统在一定区域扫描定位头，这样在校核工装过程中，操作员不需要精确定位激光的投射位置。激光找到定位头的位置后，系统控制计算机利用定位头的位置，计算出工装的空间位置。（3）划分投影区。

当用多个激光头进行投影时，激光头可在2种模式下工作。一种是重叠模式，激光头将投影它所能投射到的所有区域。另一种是分区模式，激光头仅投影预先定义的区域。这个预先定义的区域叫做“ 剪裁区”。剪裁区可以人工定义，但如果料片文件包含法向量数据信息，投影系统可以自动生成剪裁区。采用分区模式进行投影的好处在于可以增加激光亮度和减小闪烁。TruLaser软件生成的程序已经包含数据的法相量，再进行投影时不需要再进行额外的设置。长桁定位 传统的长桁定位方法，是利用工装上的定位线，依照图纸尺寸，用量具量出位置，再进行铺贴。这种定位方法需要依次量取每一根长桁的位置，不仅耗费时间长，而且中间出现误差的地方很多，很容易出现按照测量的距离铺贴完成后，组合工装时出现干涉。采取激光投影定位的方法可大大提高定位的准确度，提升产品质量，而且也可减少工人反复测量和挪动工装的时间，提高劳动效率。

结束语

复合材料零件的数字化设计和制造技术，解决了高精度壁板零件在生产中的技术难题，提高了下料和定位精度，提高了产品质量和劳动生产率；节约了下料、定位样板，降低了工装成本；通过排料优化技术，提高了材料的利用率，从而降低了生产成本。该技术有效地推进了复合材料零件制造技术的迅速发展，并已成功应用于国内外各种飞机的复合材料构件，使国内的复合材料制造技术与国际接轨。文章来源：航空制造技术 2010年17期

第四篇：飞机钛合金结构损伤与激光再制造技术报告模版（本站推荐）

飞机钛合金结构损伤与激光再制造技术

学习报告

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飞机钛合金结构损伤与激光再制造技术学习报告

6月30日下午，我校优秀校友、机制791班毕业生、现任海军航空工程学院教授、博士生导师***在我校图书馆报告厅讲学。

***教授现为海军航空工程学院青岛分院航空机械系教授、博士生导师，大校军衔。主要从事激光加工技术、飞机战伤抢修、航空机械设计等方向的教学和研究工作，是现代制造工程学科方面的领军人才、海军飞机修理专家。

报告会上，***教授以《飞机钛合金结构损伤与激光再制造技术》为题进行了学术报告。他以平实的语言向大家介绍了我国航空材料钛合金在航空结构上的应用、性质及其构件的损伤等知识。

材料是现代科学技术发展和经济建设的重要支柱，材料对于增强国防能力和国际竞争力起着决定性作用，所以世界各国都把材料研究列入本国的关键技术计划。就航空来说，材料是航空工业实现现代化的物质基础，先进的飞机和发动机设计方案，必须有相应的航空材料和精湛的制造技术方能实现。有资料表明，飞机性能的提高，发动机性能的改善，在很大程度上受材料的制约。因此，材料在航空工业中的位置就不言而喻了。航空材料品种繁多，涉及范围广泛，性能要求高，可靠性要求严格，又要易于加工，成本也不能太高，这对材料科学工作者来说，既是一个机遇，又是一个挑战。一种新型材料从研究到应用，少则几年，多则十几年；即使一种在市面已流通多年的传统材料，用于航空也要有特殊的规定。

钛是重要的航空航天材料，我国资源丰富。所以1956年钛的研究与开发列入了《我国12年科技规划》。因而冶金部很快建立了海绵钛及钛的生产基地（抚顺301厂、苏家屯有色加工厂）。航空材料研究所建所之初就组建了以颜鸣皋为首的钛合金研究室，从建立设备开始，于1958年炼出了第一个用于研究的钛合金锭。与此同时，冶金部有色金属研究院、上海钢研所及中科院上海冶金所等单位也都开展了钛合金的研究工作。

中国于1956年开始钛和钛合金研究；60年代中期开始钛材的工业化生产并研制成TB2合金。近年来，随着现代飞机结构中钛合金用量增加，出于飞机结构工艺性、加工的经济性考虑，焊接技术在现代飞机制造中的重要性正在逐渐增加，甚至有人认为“由热等静压铸钛件经高能束焊构成钛合金主承力构件有可能成为飞机制造的第三个里程碑”。

第五篇：当代宣传干部应具备的素质结构

当代宣传干部应具备的素质结构

宣传思想政治工作是我们党的政治优势和优良传统，其效果如何决定于宣传干部的素质高低。只有综合素质较高的宣传干部，才能担负起社会和时代赋予的重大责任。宣传干部的素质构成，最基本的是六个方面的要素。

政治素质。宣传干部要正确宣传党的路线、方针和政策，就必须始终忠于党和人民的事业，在任何时候、任何情况下，都要坚定理想信念，坚持正确政治方向，坚决贯彻执行党的路线、方针和政策，在思想上、政治上和行动上与党中央保持高度一致。加强党性锻炼，加强政治修养，是我们每个宣传干部长期的必修课程。

专业素质。一是学识影响能力。宣传干部必须有扎实的学科基础和精深的专业造诣，才能把宣传思想政治工作渗透到业务工作中，避免“两张皮”现象。二是专业创新能力。即捕捉专业信息的能力，尤其必须具有在本专业上勇于探索和大胆创新的精神与能力。一名合格的宣传干部，要不断更新自己的知识结构，要具备为与时俱进、为开拓创新而长期坚持学习的思想。三是实践操作能力。即将基础理论专业知识自觉运用到工作探讨 苏冬香实际工作中去的能力。四是组织协调能力。当代宣传干部不仅个人要具备良好的专业才能，还必须能够对各部门、各群体间的矛盾与利益冲突进行工作组织与工作协调。

人文素质。宣传干部主要是做人的思想工作，这就要求宣传干部熟练掌握与从事宣传思想政治工作密切相关的人文学科知识。一名优秀的宣传干部，应当是一个知识渊博、爱好广泛，集“专”与“博”于一身的“通才”。人文素质还表现在责任意识和对完美人格的追求上，宣传干部要根据自己所处的地位和所承担的工作任务，主动想事、认真谋事、积极做事，要严于律己、率先垂范，时时、事事、处处为人师表。

道德素质。宣传干部必须具有良好的职业道德素质，即健康的职业道德观念和良好的职业道德形象。一个优秀的宣传干部，不仅应注重提高自己的思想政治素质和专业技术素质，还应注重加强自我道德修养，时刻向社会学习，向他人学习，敢于解剖自己、勇于超越自我，从而使自己的道德品质不断升华。

作风素质。一要发扬实事求是的作风。做人的工作是一门实实在在的学问，来不得半点投机取巧，要深入实际，深入基层，调查了解情况，研究探索新形势下宣传思想政治工作的特点和规律。二要发扬服务群众的作风。宣传干部工作中必须时刻注意把解决职工群众的实际问题、维护职工群众的合法利益放在首位，坚持以勤奋踏实的工作作风和无私奉献的工作精神，教育和引导群众、联系和服务群众，让广大职工群众亲身体会新时期的宣传干部是实实在在地为他们干实事、办好事。三要发扬严谨细致的作风。宣传干部必须具有严谨细致的作风，从大处着眼，从小处入手，腑下身子，脚踏实地。四要发扬清正廉洁的作风。清正廉洁是宣传干部取信于民的重要基础。“打铁先得本身硬。”宣传干部本身过得硬，做宣传思想政治工作，才会有深度、有力量、有效果。

身心素质。据报载，目前我国从事宣传思想政治工作的干部，其身体非常好的不在多数，还有10%左右的宣传干部有不同程度的心理障碍。这就要求宣传干部正确看待并妥善处理好身体与事业之间的关系，自觉提高身体素质，不断改善身体条件。