波音開展復合材料防雷用多孔金屬箔裂紋研究

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       隨著碳纖維增強塑料（CFRP）材料成為主要飛機結構制造材料，防雷保護已成為一個比較復雜的需要解決的問題。在航空航天工業(yè)中，保護碳纖維復合材料結構防止雷擊，廣泛使用的材料是多孔金屬箔（EMF）。EMF目前使用在軍事和商用客機上。

      多孔金屬箔（EMF）一直備受關注的問題是復合材料結構油漆的微裂紋，這些裂紋導致金屬箔片的腐蝕，隨后喪失導電性。波音研究與技術部門檢查了復合材料結構層合板中的應力和位移問題，將其歸結于飛機熱循環(huán)造成的涂層開裂（即地面到空中再到地面的飛行循環(huán)）。

      有多個因素導致應力的累積，包括油漆，底漆，抗腐蝕隔離層，表面涂料，EMF和底層的復合材料下部結構。波音研究和技術部主要致力于EMF開裂機制的研究，利用電腦模擬，使用商業(yè)COMSOL Multiphysics軟件，利用有限的實驗測試數(shù)據(jù)進行分析。

      使用軟件開發(fā)的熱膨脹系數(shù)（CTE）模型，對層的溫度循環(huán)進行了模擬。仿真可以測定熱應力和位移的結果。雖然不包含裂紋成因的全部復雜性，但可以得到EMF的敏感參數(shù)可能是什么，以及可以了解哪些變量是可以減輕導致開裂的應力和位移的產(chǎn)生。

       特別令人感興趣的是EMF的寬度，高度，縱橫比，成分——鋁（Al）或銅（Cu），以及表面疊層結構。在Al用于電磁場的情況下，玻璃纖維需要位于鋁和結構之間，以防止電偶腐蝕。