01
复合材料概述
什么是复合材料 · 分类(基体/增强体) · 航空优势与挑战
基础概念
02
铺层设计基础
铺层角度定义(0°/45°/90°/-45°) · 顺序原则 · 对称均衡法则
核心规则
03
材料体系选择
预浸料(环氧/双马/聚酰亚胺) · 增强纤维(碳纤/玻纤/芳纶) · 蜂窝/泡沫夹芯
材料选型
04
经典层合板理论 (CLT)
应力-应变关系 · ABD矩阵物理意义 · 刚度/柔度矩阵计算
理论力学
05
铺层设计准则
10%准则 · 泊松比匹配 · 层间应力控制 · 冲击损伤容限
准则设计
06
典型结构铺层设计
蒙皮(壁板/曲板) · 长桁/翼梁 · 翼肋/隔框
结构应用
07
铺层过渡与拼接
递减原则 · 台阶长度计算 · 拼接区应力集中 · 补强片设计
过渡细节
08
开口区铺层设计
圆形/椭圆形开口 · 补强策略 · 边缘应力分析 · 铺层顺序优化
开口补强
09
连接区铺层设计
螺栓连接 · 胶接连接 · 混合连接 · 挤压强度与旁路载荷
连接强度
10
变厚度铺层设计
楔形区过渡 · 厚度渐变策略 · 变厚度区应力分析 · 制造可行性
变厚度工艺
11
铺层设计中的制造约束
最小曲率半径 · 可成形性 · 方向公差 · 间隙与重叠控制
制造约束
12
铺层设计中的热效应
固化残余应力 · 热膨胀系数匹配 · 固化变形预测 · 回弹补偿
热变形
13
铺层设计中的湿效应
吸湿膨胀系数 · 湿热耦合 · 长期性能退化 · 环境加速试验
湿热老化
14
铺层优化设计方法
遗传算法 · 梯度法 · 多目标优化(重量/成本/性能) · Pareto前沿
优化算法
15
铺层设计软件工具
Fibersim · CATIA CPD · Ansys ACP · ABAQUS 铺层建模
软件仿真
16
铺层设计中的失效准则
最大应力 · Tsai-Wu · Hashin · Puck · 失效模式判定
失效判据
17
铺层层间应力分析
自由边效应 · 层间剪切/剥离应力 · 边缘增韧策略
层间应力
18
铺层设计中的疲劳问题
S-N曲线 · 疲劳损伤累积 · 铺层顺序影响 · 频谱载荷疲劳
疲劳寿命
19
铺层设计中的冲击问题
低速冲击损伤 · CAI · BVID设计理念 · 冲击韧性铺层
冲击损伤容限
20
铺层设计中的雷击防护
雷击分区 · 导电铺层 · 金属网/箔防护 · 路径分析
雷击防护
21
铺层设计中的防火设计
防火等级 · 阻燃铺层 · 热释放速率 · 烟密度控制
防火安全
22
铺层设计中的电磁兼容
电磁屏蔽铺层 · 天线罩铺层 · 介电性能 · 静电防护
电磁屏蔽
23
铺层设计中的维修性设计
可检测性 · 可修复性 · 补片修复 · 螺栓修复铺层
维修补片
24
铺层设计中的成本控制
铺层数量优化 · 角度简化 · AFP/ATL约束 · 废料率控制
成本工艺
25
铺层设计中的适航符合性
FAR 25.603/613/619 · 材料认证 · 工艺规范(BAC/PS) · PCD
适航认证
26
铺层设计中的试验验证
积木式试验(试样→全尺寸) · 验证矩阵 · 静力/疲劳/损伤容限
试验验证
27
铺层设计中的数字化
数字孪生 · PLM/PDM · 工艺仿真 · 检测数据反馈
数字化PLM
28
铺层设计中的增材制造
3D打印铺层 · 连续纤维打印 · 混合结构 · 拓扑优化结合
增材3D打印
29
铺层设计中的先进材料
热塑性复合材料 · 自修复 · 变刚度(变角度) · 混杂铺层
先进材料创新
30
铺层设计综合案例
机翼蒙皮/机身壁板/尾翼/发动机短舱全流程设计
实战案例