某碳纤维复材推臂性能优化试验研究

苏斌山，张士卫，蔺绍玲，谢军虎，张云露

(中国空空导弹研究院，河南洛阳 471009)

0 引言

近年来，以高性能增强纤维，特别是以碳纤维为增强体的树脂基复合材料在世界上得到了快速发展[1-3]。先进复合材料有3大特点：1)各向异性和材料的可设计性；2)整体成型；3)比强度，比模量高使得它对国防建设和国民经济发展有极为重要的应用。就飞机设计而言，减重是其永恒的主体，而碳纤维复合材料相对铝合金能够带来20%～30%的减重，这是目前其他手段所无法达到的。国际先进军民机中，复合材料用量持续增长，主要应用复合材料的部位包括整流罩、平尾、垂尾、平尾翼盒、机翼、中前机身等[4-5]，飞机复合材料重量占比已成为衡量军用装备先进性的重要标志。

1 研究背景

某机载装置进行设计时，主体结构普遍采用高强度航空铝合金进行加工，基于轻量化和安全性的指标要求，单纯采用结构优化方法进行减重难度很大，相关领域的专家在材料应用方面做了一定的探索性研究[5]。经论证，该机载装置某构件推臂拟采用碳纤维复合材料进行设计，文中研究基于前期的工作，做了进一步的优化设计研究，并进行了对比分析和试验验证工作。

推臂复合材料采用的纤维增强材料为日本东丽T700碳纤维单向带预浸料(UCF)和平纹碳布；采用的基体材料为中温固化环氧树脂。

该推臂区别于薄壁件，属于厚臂承力件，在前期的探索和论证阶段，相关人员做了大量的基础研究和试验验证工作，姚佳伟、康欣然等[6-7]对超薄T700/环氧树脂预浸料力学性能进行了研究；……