成果介绍
粒子增韧技术的研发工作始于2017年,同济大学贺鹏飞教授在此之前已在复合材料领域有近15年的技术沉淀。依托于“同济大学-中国商发联合创新平台”承接了研发新型“钛-碳混合结构复合材料叶片”工艺的任务,旨在突破国际专利封锁形成自主可控的发动机叶片“设计-工艺一体化”设计制造体系。经过近4年的努力,团队完成了首件全球最大尺寸三维机织复材叶片制造,并于2021年通过了叶片适航测试中最关键的“鸟撞实验”,这也是国内领先通过该实验的一型叶片。该项目目前处于同研制阶段,每年能稳定获得30~50片订单;上游产品定型后,每年订单量将达到200~300片,产值将达到1~***亿元人民币。
成果亮点
专利自主
从国内外研究及应用现状来看,树脂基复合材料叶片经历了多次设计和制造工艺的革新,已拥有近10年的技术优势,国内其他单位均采用国外企业已有技术路线,在专利自主性上比较被动。某某公司技术专利与某某共同研发,工艺相关技术秘密由某某公司团队掌握,且能与叶片气动性能设计协同优化。
机加工难度低
其他企业所用技术路线需要机加工钛合金叶片包边,需要精锻、六轴、深沟铣削等工艺,加工难度极大,是国外叶片生产企业核心技术壁垒之一。某某公司技术采用的混合结构使得金属件与叶片复合材料部分可以共同固化,加工精度需求大幅降低。
成型效率高
与仅靠树脂基体保证层间性能的纤维增强复合材料层合板结构不同,可采用可自动化织造成型的预制体也提高了叶片的生产效率,降低了叶片成本。
抗冲击性能高
三维织物增强复合材料在厚度方向有交织的纤维。这种增强材料的空间取向为复合材料的高层间性能、高抗冲击性和损伤容限提供了有力保障。另一方面,某某公司采用的混合结构技术路线可充分协同金属部分与复材部分的性能,使得叶片整体拥有较高的抗冲击性能,也是国内较早通过鸟撞实验叶片中构形最大的一片。
团队介绍
同济大学 贺鹏飞 教授团队 国家“2021-2035规划”编制专家组成员 国家十二五“军民两用材料”计划专家组成员 同济大学/上海商用发动机有限公司联合创新中心首席科学家
专业方向 :航空构件振动、疲劳分析, 多场环境下材料与结构的破坏, 复合材料全寿命工况疲劳分析。
成果资料
产业化落地方案