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出版者:

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页数:239

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出版时间:1970-1

价格:32.00元

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isbn号码:9787811057119

丛书系列:

图书标签:

• 焊接
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• 工艺
• 金属
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• 工业

好的，这是一本名为《先进复合材料在航空航天领域的应用与发展趋势》的图书简介。 --- 《先进复合材料在航空航天领域的应用与发展趋势》 图书简介 本书是一部全面而深入探讨先进复合材料在当代航空航天工业中应用现状、关键技术、挑战与未来发展方向的专业著作。随着全球航空航天技术的飞速发展，对结构材料的要求日益严苛，特别是对高比强度、高比刚度、耐疲劳、耐腐蚀以及可设计性提出了前所未有的需求。先进复合材料，特别是碳纤维增强复合材料（CFRP）、陶瓷基复合材料（CMC）以及金属基复合材料（MMC），已成为推动下一代飞机、火箭、卫星及导弹系统性能提升的核心驱动力。 本书旨在为航空航天工程师、材料科学家、结构设计师以及相关领域的研究人员提供一个系统、前沿的知识框架，内容涵盖了从基础理论到工程实践的各个层面。 --- 第一部分：复合材料基础理论与先进制造技术 本部分首先对航空航天用先进复合材料的基本概念、材料体系进行了详尽的梳理。重点阐述了高性能纤维（如高模量碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维）的结构特性、力学性能及其与基体材料（树脂基、金属、陶瓷）的界面行为。深入分析了复合材料的宏观力学行为、失效机制，包括层间剪切失效、基体开裂、纤维拔出与断裂等，并引入了先进的损伤力学模型，用于预测复杂载荷下的材料响应。 在制造技术方面，本书详细介绍了当前航空航天工业主流的复合材料成型工艺： 1. 预浸料铺放技术（Automated Fiber Placement, AFP & Automated Tape Laying, ATL）： 重点分析了高精度铺放机的运动控制、材料铺放质量控制（如孔隙率、纤维错位）及其在复杂曲面结构制造中的应用挑战。 2. 树脂传递模塑（Resin Transfer Molding, RTM）及真空辅助树脂传递模塑（VARTM）： 探讨了模具设计、纤维预成型体的渗透性研究及其在大型构件制造中的工艺窗口优化。 3. 热压罐固化工艺（Autoclave Curing）： 详细解析了温度、压力、时间曲线对固化程度、残余应力及最终材料性能的影响，并讨论了快速固化技术的研究进展。 4. 增材制造（Additive Manufacturing）在复合材料领域的应用： 特别关注了纤维增强热塑性复合材料的直接能量沉积（DED）技术，及其在快速原型制造和非关键结构修复中的潜力。 --- 第二部分：关键结构应用与性能评估 本部分聚焦于先进复合材料在航空航天关键结构中的实际应用案例，并详细论述了严苛环境下的性能评估方法。 2.1 飞机结构应用 本书深入剖析了碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）在现代民用及军用飞机中的应用深化： 机翼和机身结构： 探讨了大型一体化复合材料结构的设计理念，如翼身整流罩、主承力梁、蒙皮的结构设计优化，以及如何应对冰载荷、鸟撞载荷的冲击防护设计。 起落架舱及内部隔框： 分析了复合材料在承受高频振动和局部高应力区域的设计策略，以及与传统金属材料的连接技术（如机械连接、胶接）。 耐热结构： 讨论了近发动机区域和高温区采用陶瓷基复合材料（CMC）和金属基复合材料（MMC）的必要性、设计准则和制造难点。 2.2 航天器与导弹系统应用 在航天领域，复合材料是实现“轻量化、高可靠性”目标的关键： 火箭结构： 重点分析了复合材料贮箱（如碳纤维全缠绕/部分缠绕压力容器）的设计方法，如何有效管理纤维应力、控制微裂纹扩展，以及贮箱与推进剂的长期兼容性。 有效载荷和卫星平台： 探讨了超低热膨胀系数材料（如P100碳纤维/环氧树脂系统）在精密光学平台、天线支架中的应用，以及如何通过材料设计实现空间环境下的尺寸稳定性。 导弹结构： 分析了复合材料在高速飞行器和弹体结构中如何兼顾轻量化、抗烧蚀性和抗冲击性。 2.3 性能评估与测试标准 本书对复合材料的环境效应进行了详尽的分析： 湿热老化与疲劳： 阐述了水分、温度循环对树脂基体和纤维/基体界面的影响机制，并介绍了基于加速老化模型的寿命预测方法。 冲击损伤与无损检测（NDT）： 系统总结了超声C扫描、红外热成像、超声导波等技术在检测复合材料内部分层、孔隙、纤维损伤中的应用，并给出了行业标准的适用性分析。 防火与阻燃性： 针对航空客舱和发动机舱环境，分析了新型阻燃树脂体系的开发和测试标准（如FAR 25.853）。 --- 第三部分：挑战、发展趋势与智能复合材料 本部分前瞻性地探讨了当前制约复合材料大规模应用的关键挑战，并展望了未来的技术发展方向。 3.1 挑战与可靠性瓶颈 制造的可重复性与质量控制： 讨论了如何通过数字化孪生和在线监测技术，提高复杂部件制造过程中批次间的性能一致性。 连接技术： 详细分析了复合材料与金属的异种材料连接（胶接、铆接）中的界面失效问题，特别是电偶腐蚀的缓解措施。 回收与可持续性： 探讨了热固性复合材料难以回收的现状，并介绍了热塑性复合材料的潜力及其在构建循环经济中的作用。 3.2 前沿研究方向 本书将重点介绍几个极具潜力的前沿领域： 1. 智能复合材料与自修复技术： 介绍将传感元件（如光纤、纳米材料）集成到复合材料结构中，实现结构健康监测（SHM）的技术；深入探讨了基于微胶囊或血管网络的结构自修复机制及其在延长关键部件服役寿命中的应用。 2. 陶瓷基复合材料（CMC）的突破： 聚焦于SiC/SiC等材料在下一代高推重比发动机涡轮叶片、火箭喷管中的应用，包括先进的化学气相渗透（CVI）技术优化和抗氧化涂层的开发。 3. 多尺度建模与人工智能（AI）辅助设计： 阐述了如何利用多尺度数值模拟（从原子级到结构级）来精确预测复杂失效行为，并利用机器学习算法加速材料筛选和工艺参数优化。 结论： 《先进复合材料在航空航天领域的应用与发展趋势》不仅是一本技术手册，更是一份行业路线图。它系统地梳理了从基础理论到尖端应用的脉络，旨在帮助读者掌握驾驭下一代航空航天结构所必需的复合材料工程知识，共同迎接材料科学为航空航天带来的深刻变革。本书内容深度适宜，图表丰富，理论与实践紧密结合，是该领域专业人士不可或缺的参考资料。

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