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研究背景

高性能复合材料构件广泛应用于导弹头锥、发动机喷管等航空航天领域,欧美国家对其关键制造技术及装备进行技术封锁和设备禁运,对其制造装备的发展提出了更高需求。

目前我国大型复杂变截面复合材料构件的成形制造存在问题:
人工参与多生产成本高、形性精确成形调控难
用工密集制造效率低、周期长、质量稳定性差
成形装备严重依赖进口自动化、数字化程度低
先进复合材料三维织造技术与装备:
高精度高效建模与材料结构性能均衡设计
数据驱动工艺参数形性匹配与精细化调控
数字化多工艺一体化成形装备与系统实现

技术创新

聚焦复合材料“高性能+智能化”制造目标,创新提出从理论、工艺、装备三位一体的技术路径,实现复合材料构件的数字化、精确化、高效化成形制造。

理论方法

建立了微观、细观和宏观多尺度分析模型,揭示了三维织造工艺规划与参数化建模耦合规律,搭建了复合材料构件多尺度设计与仿真分析软件平台。

工艺技术

提出了一种编织针刺一体化预制体成形工艺,实现了刚柔耦合预制体的整体柔性织造与局部刚性补强,满足了多层编织织物的整体编织与网胎针刺一体化成形的工艺需求,该技术为国内首创。

系统装备

研制了复合材料预制体数字化立体编织成形机,开发了数字孪生在线检测系统,实现电机位置、力矩、速度、速度方向、力的方向五维状态感知,该技术为国内领先助力复合材料朝着高性能、多功能集成与智能化制造方向发展。

装备研制

项目支撑

承担项目

01GF基础科研重大/重点项目

02JWKJW重点项目

03国家自然科学基金项目

04中国工程院战略咨询项目

合作企业