钛合金蜂窝整体机身壁板技术应用研究.pdf

《钛合金蜂窝整体机身壁板技术应用研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、成形技术研究REsEARcHoFF。删NGTEcHN吼oGY钛合金蜂窝整体机身壁板技术应用研究EngineeringApplicationResearchofTitaniumHoneycombIntegralFuselagePanel1陀chnology中航工业成都飞机设计研究所杨海波江少华赵志远岳喜山【摘要1对比分析了钛合金蜂窝及其基础性能，并对典型钛蜂窝夹层壁板结构的综合性能进行了研究；对钛合金蜂窝整体壁板的成型工艺和检测技术进行了介绍和总结。通过与传统的加筋组合壁板结构的工程应用对比，验证了钛蜂窝壁板结构在整体性能的明显优势。关键词：钛合金蜂窝整体壁板

2、无损检测【ABSTRACT】Titaniuma110yhoneycomb’sba-sicperfonnancedataiscomparedwithaluminiumalloyhoneycomb’s．Thestructurestrengthoftypicaltitaniumhoneycomb—coresandwichpanelisstudied．Fomingandnon—destmctiVetestingtechnologyfortitaniumhoneycombintegmlpanelispresented．Bycomparingwithtraditiona

3、lassemblypanelinengineering印plication，thesuperiorityoftitaniumhoneycombpanelinintegralperfomanceisdistinguished．Keywords：TitaniumalloyhOneycOmbIntegralpaneINon—destructiVetesting蜂窝夹层壁板结构因具有比刚度、比强度高，整体化，降噪，隔热等性能优点，广泛应用于航空航天领域。传统的蜂窝夹层壁板结构较多地采用纸、铝合金以及复合材料作为蜂窝芯体和面板材料。近年来，钛合金蜂窝夹层结构的应用越来

4、越广泛，与传统的蜂窝夹层结构相比，钛合金蜂窝壁板结构除了上述共同的优点之外，由于钛蜂窝芯的材料特点，具有更高的强度和刚度、更优良的耐热和隔热性能以及更好的抗腐蚀性和疲劳寿命。本文研究了钛蜂窝及夹层结构的基础性能以及典型钛蜂窝夹层结构的工艺制造和检测技术，并结合实际工程应用对钛合金蜂窝侧壁板结构与传统的钛合金加筋组合侧壁板结构的整体性能进行了分析对比。1基础结构特性钛合金蜂窝壁板结构以钛合金为基础材料，兼具了钛合金和蜂窝夹层结构的优点，可得到更加优良的综合性能，有效地减轻结构重量，提高结构效率。1．1蜂窝芯体性能钛蜂窝是由钛合金箔材通过点焊加工而成的轻质芯材，

5、箔材材料为TCl或Tc4，蜂窝芯格为正六边形或四边形，正六边形蜂窝芯体结构如图1所示。图1正六边形蜂窝芯体Flg．1HexagonhOneycomb—cOre铝蜂窝与钛蜂窝同为金属蜂窝，在性能和使用环境上具有相似之处和可比性。表l是两种规格(箔材厚度×蜂窝边长)相近的铝蜂窝和钛蜂窝的性能对比。从表中可以看出，钛蜂窝的密度约是铝蜂窝的3倍，而钛蜂窝的平压强度和模量却已接近是铝蜂窝的9倍，比强度和比刚度之比接近3倍。因此，钛蜂窝在同等强度和刚度条件下，重量可以设计得更轻。1．2夹层结构性能工程应用中典型钛蜂窝夹层壁板结构是由TC1或Tc4蜂窝芯体、钎料箔和Tc4

6、上下面板整体装配并真空钎焊而成，其结构装配示意图如图2所示。上下面板主要承受面内载荷；蜂窝芯体主要起支撑作用，以提高结构面内稳定性，同时增加结构高度，提高上下面板的承载效率。表2列出了钛蜂窝夹层壁板结表1铝蜂窝⋯和钛蜂窝性能对比芯体蜂窝规格，密度，平压强度，平压模量，比强度，比刚度，材料(mm·mm)(kg·m-

7、)MPaGPa(N·m·104·k一)(N·m·109·kg．1)铝合金0．05×5411．451823．534．44，rCl()05×4812612．81618．910．1612．85126航空制造技术·2013年第16期REsEARcHoFFo

8、刚NGTEcHNoLoGY成形技术研究钎料㈦㈧{㈩㈧K表2钛蜂窝夹层结构强度测试数据窝芯体瞩懑翳隰豳糊麟镩隳麟簸霹翳豳黼平拉强度50×5013．82蜂窝芯破坏平压缩50×5012．8蜂窝芯压塌侧压缩(工方向)50×5092．49蜂窝芯破坏侧压缩(∥方向)50×5089．05蜂窝芯破坏3点弯曲120×3020l蜂窝芯S形变形失效剪切强度(￡方向)60×202．68蜂窝芯剪切失稳破坏剪切强度(形方向)60×202．8l蜂窝芯剪切失稳破坏构强度试验件的性能数据，其中蜂窝芯材料为TCl，规格0．05mm×4．8mm，芯体高度为15mm；内面板厚度为0．6mm，外面板

9、为0．8mm，材料均为TC4。图3和图4分别为钛蜂窝