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大飞机子午线轮胎先进复合材料及结构的设计与制造基础研究

第一篇：大飞机子午线轮胎先进复合材料及结构的设计与制造基础研究24.“大飞机子午线轮胎先进复合材料及结构的设计与制造基础研究”重大项目指南航空轮胎是飞机起降不可或缺并维系其起飞和降落安全的关键部件。我国大飞机发展已经取得重大突破，大飞机的国产化迫切需要发展高性能航空轮胎。子午化是高性能航空轮胎的重要标志，目前我国尚无民航大飞机子午线轮胎自主技术和产品，完全依赖于进口。大飞机子午线轮胎是由橡胶纳米复合材料胎面、胎侧、气密内衬层等与数层尼龙/芳纶纤维帘线、芳纶带束层、钢丝圈等骨架材料复合而成的多尺度、多材质、多层的复杂结构制件。大飞机轮胎服役条件苛刻，要求其能承受瞬时高应变、高载荷，具有高抗冲击、耐强摩擦和耐高温烧蚀等性能。因此，大飞机子午线轮胎的设计与制造包括瞬时高速高冲击载荷下轮胎橡胶复合材料摩擦生热耦合的磨损和烧蚀老化机理、高频高应力宽温域条件下橡胶复合材料的多尺度微观结构演化与性能的关系、轮胎结构-材料一体化设计以及多材多层界面调控及成型制造方法等关键基础科学问题。因此，要实现我国大飞机子午线轮胎的自主制造，必须开展系统深入的基础研究。通过大飞机子午线轮胎先进复合材料及结构的设计与制造基础研究，形成我国自有的设计理论体系，实现关键橡胶复合材料的设计与制备，以满足我国发展民用和军用大飞机国家战略对高性能航空轮胎的需求。一、科学目标建立高频高应力宽温域条件下橡胶复合材料的研究新方法，发展大飞机子午线轮胎结构-材料性能-材料微观结构跨尺度设计理论与方法，揭示高频高应力宽温域条件下橡胶复合材料的微观结构演化与性能的关系、瞬时高速高冲击载荷下橡胶复合材料的摩擦磨损和烧蚀老化机理，以及大飞机子午线轮胎多材多层界面的失效机制等规律，发展大飞机子午线轮胎各部件不同特殊性能要求的系列橡胶复合材料新制备技术，研制达到我国适航标准的大飞机子午线航空轮胎，在大飞机子午线轮胎设计理论和关键橡胶材料技术方面取得重大突破，使我国在该领域的研究水平和研究队伍居国际前列。二、研究内容（一）高频高载荷宽温域下轮胎橡胶复合材料的跨尺度模拟及设计方法。发展分子和介观尺度模拟技术，研究高频高应力宽温域条件下橡胶复合材料的微观结构演化，建立从橡胶复合材料微观结构到轮胎宏观结构的跨尺度模拟及设计方法，形成先进的自有设计理论体系。（二）苛刻动态条件下橡胶复合材料的微观结构演变与非线性粘弹机制。建立高频高应力宽温域条件下橡胶纳米复合材料的粘弹性表征及微观结构、性能演化同步测试新方法，研究复杂苛刻外场条件下橡胶复合材料的多尺度网络结构演变过程以及非线性粘弹性与力-热交互耦合行为。（三）瞬时高速高冲击载荷下橡胶复合材料的摩擦及烧蚀老化机理。建立高速高冲击载荷条件下橡胶复合材料摩擦磨损的研究方法，研究大飞机轮胎橡胶复合材料的摩擦生热及烧蚀老化机理，探索橡胶材料抗燃烧、抗磨、抗老化的新方法。（四）大飞机子午线轮胎多材多层界面调控及加工制造方法。建立高速高冲击载荷下多材多层橡胶复合材料界面粘合的研究方法，研究复杂苛刻外场条件下大飞机子午线轮胎多材多层界面的应力传递与失效机制，发展纳米填料增强、纤维增强橡胶复合材料的界面调控及设计制备新方法，研究高填充纳米填料混合分散、内衬层微纳共挤、多材叠层组装及共交联等加工制造方法。三、申请注意事项（一）申请书的附注说明选择“大飞机子午线轮胎先进复合材料及结构的设计与制造基础研究”，申请代码1选择E03（以上选择不准确或未选择的项目申请不予受理）。（二）申请人申请的直接费用预算不得超过1600万元/项（含1600万元/项）。（三）本项目由工程与材料科学部负责受理。第二篇：第三章结构设计与制造概要第三章结构设计与制造第一节结构设计第3．1．1条提升机钢结构（以下简称结构）的设计，应满足制造、运输、安装、使用等各种条件下的强度、刚度和稳定性要求，其结构计算应符合现行国家标准《钢结构设计规范》的规定。第3．1．2条结构设计时应考虑下列荷载：一、工作状态下的计算荷载。包括：自重、提升荷载和工作状态下的风荷载；二、非工作状态下的计算荷载。包括：自重和非工作状态下的风荷载；三、荷载的计算应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》的规定。第3．1．3条结构材料的选用应符合下列规定：当使用地区的计算温度高于－20℃时，承重结构的钢材宜采用3号钢；等于或低于－20℃时，应采取3号镇静钢或16锰、16锰桥钢。注：计算温度按现行国家标准，采暖通风和空气调节设计规范》关于冬季空气调节室外计算温度确定。第3．1．4条主要承重构件除应满足强度要求（计算方法可参照本规范附录二）外，尚应满足下列要求：一、立柱换算长细比不应大于120，单肢长细比不应大于构件两方向长细比的较大值λmax的0.7倍；二、一般受压杆件的长细比不应大