纖維增強(qiáng)鋁鋰合金疊層板制備工藝與力學(xué)性能的研究

纖維增強(qiáng)鋁鋰合金層板是新型輕質(zhì)結(jié)構(gòu)且具有金屬和復(fù)合材料的各自優(yōu)點(diǎn)，特別是輕質(zhì)、高強(qiáng)、良好的導(dǎo)電性、優(yōu)良的抗沖擊性能和損傷容限性能。而且可以通過(guò)對(duì)高強(qiáng)鋁鋰合金和復(fù)合材料的鋪層厚度、鋪層數(shù)量以及鋪層方向最大限度實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。但是必須更加深入的研究纖維增強(qiáng)鋁鋰合金層板的鋪層方式、金屬體積分?jǐn)?shù)等對(duì)層板基本力學(xué)性能以及疲勞和損傷容限性能影響的機(jī)理，才能建立一個(gè)可描述、可優(yōu)化并預(yù)報(bào)的混雜層板結(jié)構(gòu)。為了彌補(bǔ)目前的研究不足，本項(xiàng)目利用理論推導(dǎo)、有限元模擬和實(shí)驗(yàn)測(cè)量的方法對(duì)鋁鋰合金層板的拉伸、開孔拉伸和壓縮性能，以及疲勞和損傷容限性能展開研究，豐富了這一領(lǐng)域的研究方法和成果，具體成果如下： 1、采用超聲C掃的方法對(duì)制備成型的試件進(jìn)行界面無(wú)損檢測(cè)，確定了纖維增強(qiáng)鋁鋰合金層板的制備工藝。 2、對(duì)不同體積分?jǐn)?shù)的纖維增強(qiáng)鋁鋰合金層板進(jìn)行拉伸、開孔拉伸以及壓縮性能研究，揭示了體積分?jǐn)?shù)和鋪層方式對(duì)層板靜強(qiáng)度的影響規(guī)律。 3、對(duì)不同結(jié)構(gòu)不同鋪層方式的纖維增強(qiáng)鋁鋰合金層板進(jìn)行疲勞壽命方面的研究，給出了加載方式和應(yīng)力比對(duì)纖維增強(qiáng)鋁鋰合金層板疲勞壽命的影響規(guī)律。 4、通過(guò)對(duì)纖維增強(qiáng)鋁鋰合金層板疲勞裂紋擴(kuò)展性能的研究，確定了應(yīng)力水平、應(yīng)力比以及初始預(yù)制裂紋長(zhǎng)度對(duì)纖維增強(qiáng)鋁鋰合金層板疲勞裂紋擴(kuò)展速率的影響。

采用理論及實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)研究大型航空器設(shè)計(jì)所涉及的纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料和新一代高強(qiáng)鋁鋰合金組成的混合疊層板的制備工藝，通過(guò)鋁合金、鋁鋰合金表面處理工藝、疊層板固化成型工藝的研究，建立一個(gè)可重現(xiàn)且可靠的疊層板制備工藝。通過(guò)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，研究疊層板的制備缺陷，比較纖維增強(qiáng)鋁合金層板與纖維增強(qiáng)鋁鋰合金層板的制備流程及制備缺陷的異同性。建立含初始界面分層缺陷、含殘余應(yīng)力層板靜強(qiáng)度和疲勞裂紋萌生壽命和疲勞裂紋擴(kuò)展壽命理論模型和有限元數(shù)值模型，模擬固化成型工藝過(guò)程，分析層板制備過(guò)程各階段工藝參數(shù)對(duì)成型后層板界面分層和殘余應(yīng)力的影響，從而為優(yōu)化工藝參數(shù)提供理論依據(jù)。

竹原纖維及其產(chǎn)品的制備及工藝內(nèi)容簡(jiǎn)介

竹原纖維是一種新型的植物纖維，竹子資源的廣泛性和竹子的高成活率，竹原纖維的再生性、可降解性和多功能特性，使其成為環(huán)保功能型綠色纖維。本書是竹原纖維技術(shù)領(lǐng)域的第一本專著，三位編者將他們十余年竹原纖維及相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)成果和產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者的最新研究資料，對(duì)竹原纖維制備、紡紗織造、非織造布成型以及竹原纖維增強(qiáng)復(fù)合材料等專項(xiàng)技術(shù)毫無(wú)保留地進(jìn)行介紹和歸納總結(jié)，并對(duì)竹原纖維產(chǎn)業(yè)化前景進(jìn)行了探討。此書的出版，有助于推動(dòng)竹原纖維制備技術(shù)的進(jìn)一步提升，有助于促進(jìn)竹原纖維下游應(yīng)用產(chǎn)品的系列開發(fā)，有助于加快竹原纖維產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)化的進(jìn)程。

竹原纖維及其產(chǎn)品的制備及工藝作者簡(jiǎn)介

張毅， 1969年11月出生于福建仙游，竹原纖維產(chǎn)業(yè)實(shí)踐者。長(zhǎng)期從事竹原纖維技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)品開發(fā)，致力于推進(jìn)竹原纖維的產(chǎn)業(yè)化與工業(yè)化，帶領(lǐng)專家團(tuán)隊(duì)攻克多項(xiàng)技術(shù)難關(guān)，探索出竹原纖維制備的工藝技術(shù)和生產(chǎn)體系，開發(fā)出竹原纖維下游應(yīng)用的各類新產(chǎn)品。近年來(lái)，在國(guó)內(nèi)核心期刊發(fā)表與竹原纖維有關(guān)的論文多篇，在竹原纖維及其產(chǎn)品開發(fā)上獲得了10多項(xiàng)發(fā)明專利。