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材料的發(fā)展是結(jié)構(gòu)發(fā)展的基材，新材料的性能指標(biāo)取決于結(jié)構(gòu)設(shè)計的需求，由于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)通常具有優(yōu)異的抗疲勞、抗腐蝕和良好的耐用性，在設(shè)計時不是主要考慮因素，其主要考慮復(fù)合材料因約束設(shè)計因素造成的損傷容限、強度、剛度等。

關(guān)于飛機機翼結(jié)構(gòu)設(shè)計損傷容限要求，蒙皮壁板含目視勉強可見沖擊損傷（BVID）時，蒙皮壁板應(yīng)能承受100%DUL，內(nèi)部骨架和桁條含有最大不超過27J的沖擊損傷時，應(yīng)能承受100%設(shè)計限制載荷(DLL)，蒙皮壁板含目視可見沖擊損傷（VID）時，應(yīng)能承受100%DLL。當(dāng)釋放應(yīng)變能量超過創(chuàng)建一個新的表面積和產(chǎn)生裂紋尖端附近的塑性變形所需要的能量時，在這些階段裂紋擴展足以觀察到（大于幾微米至幾百微米）。對于飛機來說，即使很小的裂縫都會導(dǎo)致災(zāi)難性的飛機故障。

根據(jù)這樣的設(shè)計準(zhǔn)則，控制機翼蒙皮部位的設(shè)計約束主要是穩(wěn)定性要求，因此機翼結(jié)構(gòu)的減重主要取決于穩(wěn)定性和損傷容限要求，對于新一代功能一體化復(fù)合材料而言，性能要求主要圍繞以上兩點。穩(wěn)定性要求，目標(biāo)是提高蒙皮壁板的初始屈曲載荷。對于復(fù)合材料飛機機翼提高損傷容限要求，目標(biāo)是提高壓縮設(shè)計許用值，而從材料性能角度提高復(fù)合材料體系的抗沖擊性能。

自20世紀(jì)70年代人們開始探索復(fù)合材料用于飛機機翼結(jié)構(gòu)的可能性，鑒于當(dāng)時的技術(shù)及材料水平有限，一直未能解決復(fù)合材料機翼結(jié)構(gòu)設(shè)計損傷容限提升的設(shè)計要求，經(jīng)過人們不斷的研究表明，碳纖維復(fù)合材料機翼為提高機翼高壓縮設(shè)計許用值的最大障礙是沖擊后壓縮強度過低，經(jīng)過實驗論證是由于樹脂缺乏韌性所致，因此在其后20年的時間里，提高樹脂的韌性是提高復(fù)合材料機翼結(jié)構(gòu)設(shè)計損傷容限的必要因素。

目前解決碳纖維材料脆性易產(chǎn)生微小裂紋的方法，通常是在樹脂中加入增韌劑，但韌性增強顆粒分散性差，能夠形成高和低顆粒密度區(qū)域，進而降低復(fù)合材料的性能。目前歐美已使用在不降低復(fù)合材料性能樹脂增韌材料，其中有代表性的如大連義邦Xantu. Layr，使用在預(yù)浸料層間，鋪貼簡便，改善樹脂內(nèi)部分層斷裂，沖擊之后的壓縮強度，提升復(fù)合材料分層和抗疲勞特性。另外這些納米纖維膜不會增加預(yù)浸料的厚度和重量，在層間區(qū)域充當(dāng)脆性樹脂基體的納米級增強物質(zhì)，最終形成更堅韌的樹脂(可以與其他增韌體系共同使用)，在受到壓力或沖擊時不易發(fā)生微小裂紋。

由于碳纖維材料在飛機中的大量應(yīng)用，除飛機機翼外，還有復(fù)合材料的垂直尾翼、水平尾翼、前機身、旋翼、主承力結(jié)構(gòu)等多種型號超過80%以上使用碳纖維材料，新一代的復(fù)合材料將使航空飛機將更加清潔，飛的更遠(yuǎn)。

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