復合材料快速修復含裂紋鋁合金板力學性能

采用碳纖維復合材料對中心裂紋鋁合金板進行了單面膠接修復,測試了修復結(jié)構(gòu)的疲勞性能,包括鋁合金板的裂紋擴展速率、補片與鋁合金板之間的界面脫粘和修復結(jié)構(gòu)的疲勞剩余強度。結(jié)果表明:復合材料膠接修復能有效地降低鋁合金板的裂紋擴展速率,提高其疲勞壽命;膠接的補片使鋁合金板的疲勞裂紋擴展紋線線型發(fā)生變化,且線型變化集中在裂紋擴展初始階段;疲勞導致修復結(jié)構(gòu)出現(xiàn)界面脫粘,脫粘區(qū)域近似橢圓形,且界面脫粘面積隨疲勞周次的增加而增加。

利用ansys有限元分析軟件,建立了復合材料單面膠接修復鋁合金裂紋板的裂紋長度參數(shù)化的有限元模型,分析了修復結(jié)構(gòu)的裂紋尖端應力強度因子及其變化幅值的規(guī)律;與試驗測試結(jié)果相結(jié)合,得到了描述修復結(jié)構(gòu)疲勞特性的paris公式材料常數(shù);碳纖維、玻璃纖維復合材料膠接修復鋁合金裂紋板的材料常數(shù)c、m分別為6.76×10-10、2.27和7.89×10-10、2.33。

采用碳纖維與自行研制的室溫快速固化膠粘劑復合,制備復合貼片,研究了碳纖維表面處理工藝以及填加納米sio2對復合貼片修復損傷鋁合金板力學性能的影響。結(jié)果表明:對于同一種復合貼片,分別采用碳纖維表面氧化活化處理工藝和填加納米sio2兩種方法改進,可使損傷鋁合金板拉伸強度各自提高10%和20%;若將兩種方法結(jié)合應用時,則可使損傷鋁合金板拉伸強度提高60%;利用微脫粘法表征碳纖維-膠粘劑基體界面剪切強度,其平均提高幅度達46%;sem觀察發(fā)現(xiàn)碳纖維-膠粘劑基體-鋁合金板三者界面結(jié)合緊密。

復合材料補片膠接技術(shù)是一種有效修復飛機受損鋁合金構(gòu)件的低成本方法。補片與鋁合金材料熱膨脹系數(shù)的顯著差異,會在構(gòu)件中引入殘余熱應力,對構(gòu)件性能造成不利影響。文中采用單向碳/環(huán)氧復合材料補片對航空鋁合金ly12cz薄板進行單面補強,并通過確定應力釋放溫度測量了鋁板及補片上的殘余熱應變。結(jié)果表明,對完好鋁板而言,鋁板和補片的殘余熱應變可分別達到-488με和285με;對于含中心裂紋鋁板而言,裂紋長度對于殘余熱應變的影響較小。采用經(jīng)典層合板理論和雙金屬片模型分別預測了復合材料補片及鋁合金板在膠接面上的殘余熱應力。經(jīng)典層合板理論對補片和完好鋁板殘余熱應力的預測值分別為-79.8mpa和50.8mpa;雙金屬片模型的計算值偏大,分別為-98.4mpa和64.6mpa。

本文選用具有高阻尼性能的al-78%zn合金與具有高強度、良好塑性和較高抗腐蝕能力的鋁合金熱軋復合,采用al-78%zn板與增強鋁合金板不同的復合方式與不同的厚度比復合,在相同的加工工藝條件下,探討al-78%zn與鋁合金不同復合方式和不同的復合厚度比對復合材料的阻尼性能與力學性能的影響,從而得出具有高阻尼、高強度、良好塑性與冷加工性能、輕質(zhì)、抗腐蝕性能高的減振材料的最佳復合方式與最佳的復合厚度比例。

采用單向碳/環(huán)氧復合材料補片真空袋壓工藝單面修復含中心裂紋鋁合金板,進行0-1700h鹽霧梯度腐蝕試驗,測試并對比分析了各腐蝕時間結(jié)點上試件修復前后的疲勞性能,從疲勞壽命、疲勞臨界裂紋長度和paris公式材料常數(shù)(c和m)的變化三個方面考察不同鹽霧腐蝕深度對鋁合金裂紋板修復前后的疲勞性能差異。結(jié)果表明:碳/環(huán)氧補片膠接修復鋁合金板能大幅度提高疲勞壽命,且未經(jīng)修復的裂紋板在腐蝕1700小時后疲勞壽命下降53.8%,而修復板僅為38.6%。修復板疲勞裂紋臨界長度acr大于未修復裂紋板,且隨鹽霧腐蝕時間延長,裂紋板和修復板acr變化不大,可作準判據(jù)使用。由試驗數(shù)據(jù)得到的不同腐蝕時間上試樣的材料常數(shù)c和m隨腐蝕時間延長而減小。利用paris公式可較好擬合鋁合金板疲勞壽命及paris區(qū)內(nèi)的疲勞裂紋擴展行為,但疲勞壽命預測值與實際值的差異由未經(jīng)腐蝕時的5%左右增大到腐蝕1500h時的10%左右。

復合材料力學性能復合材料 百科名片 橡塑復合材料 復合材料(compositematerials)，是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過物理或化學的 方法，在宏觀上組成具有新性能的材料。各種材料在性能上互相取長補短，產(chǎn)生協(xié)同效應， 使復合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。復合材料的基體材料分為金 屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹 脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳 化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬絲和硬質(zhì)細粒等。 目錄 歷史 分類 性能 成型方法 應用 江蘇新型復合材料產(chǎn)業(yè)園 展開 編輯本段 歷史 復合材料使用的歷史可以追溯到古代。從古至今沿用的稻草增強粘土和已使用上 百年的鋼筋混凝土均由兩種材料復合而成。20世紀40年代，因航空工業(yè)的需要，發(fā) 展了玻璃纖

美國專利us201414898422本發(fā)明涉及一種在高溫下具有了改善力學性能的鋁合金,以及采用這種鋁合金為基體的b4c顆粒增強型復合材料和其它類型的復合材料。此鋁合金成分包括（質(zhì)量分數(shù),%）：0.50~1.30si、0.20~0.60fe、cu≤0.15、0.5~0.90mn、0.6~1.0mg、cr≤0.20,其余為鋁和不可避免的雜質(zhì)。該合金可包括過量的mg,即超過0.6~1.0,主要以mg-si析出物存在。

近年來,采用frp修復受損鋁合金構(gòu)件的研究已受到了廣泛關(guān)注并取得了一定的進展。對復合材料修復鋁合金裂紋板的試驗研究,包括不同膠接長度、不同表面處理和不同剛度比等因素對其疲勞性能的影響規(guī)律,以及有限元方法預測疲勞性能進行了綜述與分析;對試驗結(jié)果與有限元預測的疲勞壽命進行了比較;并展望了今后的研究趨勢。

采用單向硼纖維/環(huán)氧復合材料補片真空袋壓工藝單面修復不同厚度含中心裂紋鋁合金板,測試了修復試件的熱學及準靜態(tài)力學性能,并采用三維有限元模型分析了修復試件的殘余熱應變和應力強度因子。結(jié)果表明:修復試件的彎曲撓度隨鋁合金板厚度增大而減小;修復試件鋁合金板下表面裂紋尖端附近的殘余熱應變隨鋁合金板厚度增大而增大,補片上表面的殘余熱應變則隨鋁合金板厚度增大而減小,這與有限元分析結(jié)果吻合較好。含中心裂紋鋁合金板的應力強度因子隨鋁合金板厚度增大而減小,而單面修復試件的應力強度因子隨鋁合金板厚度增大而增大。采用相同長度和寬度的單向硼纖維/環(huán)氧復合材料補片單面修復后,鋁合金板厚度為1.76mm修復試件的承載能力保留率為93.85%,而厚度為10.20mm修復試件的只有84.01%;修復試件的剛度得到了完全恢復,等效剛度均大于完好試件的剛度。

采用真空袋壓技術(shù)將t300/cyd128復合材料補片膠接修復于含中心裂紋的鋁合金1.76mm薄板。研究了實驗室模擬濕熱環(huán)境對復合材料修復鋁合金薄板的力學性能影響,修復用復合材料的吸濕特性,以及修復用復合材料拉伸試樣及其基體樹脂澆鑄體的濕熱性能。結(jié)果顯示,澆鑄體飽和吸水率為0.9%,復合材料吸濕動力學曲線則出現(xiàn)臺階;隨濕熱老化時間延長,澆鑄體與復合材料拉伸性能先升后降,其性能峰值出現(xiàn)時間分別為500h(73.9mpa)和300h(1531mpa);隨濕熱老化時間延長,鋁合金裂紋板拉伸性能基本呈線性下降,斷裂載荷下降速率δn=0.12kn/100h,修復板性能出現(xiàn)波動。

利用真空袋壓工藝,采用單向炭纖維復合材料補片對中心裂紋鋁合金板進行了單面膠接修補。測試了復合材料修補板的靜態(tài)拉伸強度及修補板在拉拉疲勞過程中的裂紋擴展、界面脫粘和剩余拉伸強度等疲勞性能。結(jié)果表明,復合材料補片膠接修補能有效地提高裂紋板的破壞強度和剛度,降低裂紋板的疲勞裂紋擴展速率,提高其疲勞壽命。裂紋板經(jīng)單向炭纖維/環(huán)氧復合材料補片修補后,其破壞強度從311.48mpa提高到364.74mpa,疲勞壽命從32217次提高到77546次。疲勞導致修補結(jié)構(gòu)的粘接界面脫粘,脫粘區(qū)域近似橢圓形;脫粘面積隨疲勞周次的增加而增加,且增加的幅度與疲勞周次相關(guān)。

提高力學性能是材料進行復合的主要目的之一。復合材料的常溫力學性能主要取決于增強劑,而高溫力學性能則與基體材料的耐熱性密切相關(guān)。界面對復合材料的力學性能具有重要的影響,界面微裂紋的產(chǎn)生、擴展和中止以及剝離等將對復合材料的力學性能產(chǎn)生嚴重的影響。正由于界面影響的復雜性,目前描述復合材料力學性能的公式尚處于經(jīng)驗或半經(jīng)驗階段,尚未達到系統(tǒng)理論化程度。

鋁合金板和鋅合金板屋面

含Cu界面層碳纖維增強鋁基復合材料制備工藝及其力學性能

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基于abaqus有限元仿真軟件,對5042鋁合金板在復合拉深工藝下的制耳規(guī)律進行了三維數(shù)值模擬。通過分析復合拉深工藝中板料成形后的筒高,及厚度、應變的分布規(guī)律,探討了5042鋁合金板在這種復合工藝下的成形和制耳規(guī)律,揭示了相關(guān)塑性變形的機理。

RTM聚酰亞胺復合材料力學性能研究

測試了兩種不同經(jīng)緯編織密度和不同含膠量的碳布/環(huán)氧復合材料的基本力學性能,對碳纖維復絲及碳布在復合材料中的強度利用率作了比較與分析。結(jié)果表明:適當增大含膠量有利于改善復合材料的力學性能;經(jīng)緯編織密度對復合材料力學性能的影響同樣不可忽視。

采用商業(yè)有限元軟件msc.nastran,運用簡單的shell單元對復合材料格柵結(jié)構(gòu)蒙皮和加強筋進行模擬,預測復合材料格柵結(jié)構(gòu)名義縱向拉伸強度/模量,彎曲強度/模量。計算結(jié)果表明,隨著復合材料格柵中肋高度的增加,名義彎曲強度/模量和拉伸強度/模量均有下降趨勢。

汽車用abs鋁合金板簡介 鋁在輕型汽車上的應用 1、發(fā)展現(xiàn)狀 ps與ctp版基板、鋁箔帶坯、全鋁易拉罐身料、abs板是現(xiàn)如 今生產(chǎn)最多的四大民用平軋鋁產(chǎn)品。這其中，abs板的生產(chǎn)難度及 技術(shù)門檻最高，裝備與建設投資也是最多的。所以生產(chǎn)難度并不亞于 和航空航天器鋁板帶的。 2、發(fā)展前景 當前，鑄造鋁合金及變形鋁合金都在汽車制造中獲得了應用，但 仍以前者為主。從發(fā)展態(tài)勢來看，到2020年或稍晚一些，變形鋁合 金平軋產(chǎn)品、擠壓材、鍛件等的用量有可能超過壓鑄件與鑄件，或平 分秋色，而這其中增長速度與幅度最大的當數(shù)平扎產(chǎn)品中的abs板。 3、性能優(yōu)勢 1）良好的成形性能與翻邊延性 車身及覆蓋鈑金件的成形加工是從航空制造業(yè)移置過來的，通過 沖壓成形，鋁合金薄板應該有良好的成形性，即具有低的屈強比（屈 服強度rpo.2與抗拉強度極限r(nóng)m之比）與高的成形極限，在各種不 同

鋁合金板市場分析