引發(fā)角對碳纖維、環(huán)氧復合材料圓管件軸向壓潰性能的影響

用數(shù)值模擬方法,研究了方形和圓形截面的復合材料/鋁復合管在軸向準靜態(tài)及沖擊壓潰下的吸能特性,計算得到壓潰力-位移曲線。通過將一組方形截面復合管在準靜態(tài)壓潰條件下的計算結果與文獻的實驗數(shù)據(jù)進行對比,以驗證有限元模型和參數(shù)設置的正確性。在鋁管的管厚、管長以及截面外周長相同,纏繞不同厚度的復合材料情況下,對比分析了方形和圓形截面復合管在準靜態(tài)及沖擊壓潰條件下的軸向壓潰吸能特性。結果表明,復合管的截面構型對其吸能效果影響很大,在軸向準靜態(tài)壓潰條件下,圓形截面復合管吸能能力要強于方形截面復合管;沖擊壓潰吸能量不但與結構自身吸能力有關,還受到外界沖擊大小的影響。在設計復合材料層厚度時,需要控制復合管的剛度,避免回彈造成吸能量的降低。

研究碳纖維增強環(huán)氧復合材料濕熱環(huán)境下的吸濕行為。通過試驗測試復合材料在溫度t=71℃,相對濕度rh=85%環(huán)境下吸濕性能,獲取吸濕曲線。結果表明復合材料吸濕初始階段吸濕率和t1/2是呈線性增加的關系,吸濕擴散系數(shù)d為3.13×10-3mm2/h,吸濕一定時間后吸濕速率逐漸減小,吸濕1008h左右后,達到吸濕平衡,平衡吸濕率mm為0.86%左右。結合吸濕fick定律,建立反映此復合材料吸濕行為的吸濕模型,能較準確的預測此復合材料在該濕熱環(huán)境下任意時刻的吸濕量及預估達到特定吸濕量所需的時間。

碳纖維增強環(huán)氧樹脂基復合材料的性能研究

主要研究了不同樹脂含量下,碳布/環(huán)氧復合材料的經(jīng)向拉伸和緯向壓縮性能,并初步探討了樹脂含量對復合材料拉伸、壓縮性能的影響機理。試驗結果表明:樹脂含量對復合材料力學性能的影響較大,當樹脂質量含量在42%～45%之間時,拉伸、壓縮性能較好。

本文主要研究了不同樹脂含量的碳布/環(huán)氧復合材料的拉伸、壓縮性能,并初步探討了樹脂含量對復合材料拉伸、壓縮性能的影響機理。試驗結果表明,樹脂質量含量在42～45%之間時,拉伸、壓縮性能較好。

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采用三尖形的cvd金剛石涂層鉆頭鉆削碳纖維復合材料/鋁合金疊層,對制孔軸向力進行了測量,分別探討了轉速和進給量對疊層制孔軸向力的影響。通過回歸分析,建立了軸向力隨工藝參數(shù)變化的經(jīng)驗公式。對刀具不同磨損階段下的制孔軸向力進行了檢測,得到了制孔數(shù)量和后刀面磨損量對軸向力的影響規(guī)律。

孔隙率對碳纖維_環(huán)氧樹脂復合材料層合板濕熱性能的影響

針對某飛機上應用的典型鋪層[(±45)4/(0,90)/(±45)2]s和[(±45)/(0,90)2/(±45)]s,研究了孔隙對碳纖維增強環(huán)氧樹脂基復合材料層合板的吸濕行為和層間剪切強度的影響。采用不同的熱壓罐固化壓力制備了不同孔隙率的試樣。采用顯微圖像分析技術對孔隙率和孔隙的微觀結構特征進行了詳細的分析。研究結果表明:孔隙主要分布于層間,且隨著孔隙率的增大,孔隙的尺寸增大;2種層合板的吸濕率和最大吸濕量隨著孔隙率的增加而增加;濕熱老化和未經(jīng)濕熱老化的層間剪切強度都隨著孔隙率的增加而下降。鋪層[(±45)4/(0,90)/(±45)2]s未經(jīng)濕熱和濕熱后的層間剪切強度隨著孔隙率增加分別下降6%(孔隙率:0.6%~6.3%)和9%(孔隙率:0.4%~7.0%);鋪層[(±45)/(0,90)2/(±45)]s未經(jīng)濕熱和濕熱后的層間剪切強度隨著孔隙率增加分別下降14%(孔隙率:0.4%~6.9%)和7%(孔隙率:0.2%~8.9%)。

碳纖維復合材料新動向

文章簡要介紹了碳/環(huán)氧復合材料薄壁細長管件的研制情況,著重介紹了工藝方案選定、選材和材料特性試驗、成型工藝及解決主要技術難點等內容。制品經(jīng)地面環(huán)模和飛行試驗考驗,取得了滿意效果。

基于ansys軟件建立了碳纖維增強復合材料有限元模型,采用newmark法對不同溫度下碳纖維增強復合材料的力學性能進行研究。結果表明:溫度對碳纖維增強復合材料的應力、變形均有較大影響,碳纖維增強復合材料的應力在25~80℃時,隨溫度的升高呈明顯上升趨勢,當溫度達到80~100℃時,由于復合材料中的樹脂達到其軟化溫度,碳纖維增強復合材料承載能力顯著降低,而100℃之后應力隨溫度增加呈平緩下降趨勢;碳纖維增強復合材料的變形在25~120℃時始終呈上升趨勢。

新型運載火箭的推力支架使用碳/環(huán)氧復合材料管形件組裝而成。針對該類管形件的成型工藝及特征,文章在對比了多種常用的超聲檢測方法的基礎上,提出了復合材料管形件內部質量的底板反射檢測方法。文中運用了超聲c掃描系統(tǒng),采用底板反射法對設計的人工缺陷及實際產(chǎn)品進行檢測。結果表明,所采用的檢測方法能夠準確地檢測出人工缺陷,并且可以有效地實現(xiàn)產(chǎn)品內部缺陷的檢測。

高強、高模、高耐磨和導電性能的碳纖維與柔性的橡膠復合，不僅剛柔結合，提高橡膠的強度和耐磨性，而且可制備具有不同等級電性能的橡膠制品。本文采用極笥的丁腈橡膠與短碳纖維復合，探討了碳纖維及碳黑含量對復合材料電性能影響，以及該材料電性能隨溫度的變化情況。

對φ200mm的復合材料殼體的應變率相關性進行了試驗研究。分別對準靜態(tài)和應變率約為0.105s-1的動態(tài)情況進行了試驗。在動態(tài)加載過程中,采用了航天四院設計的脈沖壓力發(fā)生器和外壓試驗裝置,該裝置可在10～200ms將結構件加載至破壞。試驗結果表明:復合材料殼體具有比較明顯的應變率相關性,與準靜態(tài)加載條件相比,當應變率達到0.105s-1時,φ200mm的復合材料殼體其外壓承載能力可以提高1.55倍左右。

介紹了碳纖維/環(huán)氧樹脂復合材料中碳纖維的增強機理。綜述了納米材料、聚合物對碳纖維/環(huán)氧樹脂復合材料的改性進展,并總結了相應的改性機理。探索新型柔和的碳纖維表面處理技術以及對碳纖維表面接枝將是碳纖維/環(huán)氧樹脂復合材料改性的發(fā)展方向。

介紹了環(huán)氧樹脂(ep)/碳纖維(cf)復合材料的特點及其應用;總結了ep/cf復合材料的成型工藝及每種成型工藝的優(yōu)缺點。指出隨著cf制備技術、表面處理技術,以及ep制備技術和固化工藝的發(fā)展,采用環(huán)保、簡便、快捷且價廉的成型工藝生產(chǎn)性價比更高的ep/cf制品是ep/cf復合材料的發(fā)展方向。

進行不同熱流密度及輻射時間下碳纖維/環(huán)氧疊層復合材料激光輻照試驗,獲得溫度分布和燒蝕特性,并對激光燒蝕后試件掃描電鏡測試分析,從微觀角度進行分析,獲得碳纖維殼體激光破壞模式;熱失重測試分析,獲得熱分解規(guī)律,研究燒蝕特性和燒蝕機理,為熱分析計算提供試驗依據(jù)。

碳纖維增強環(huán)氧樹脂基復合材料研究進展

本文討論了五種偶聯(lián)劑對玻璃纖維／環(huán)氧單向復合層板電性能和力學性能的影響。結果表明，玻璃纖維經(jīng)偶聯(lián)劑處理后，其浸潤活化能降低，與環(huán)氧樹脂基體間的化學反應活性得到改善。因此偶聯(lián)劑賦予玻璃纖維與環(huán)氧樹脂基體間以良好的界面粘結性，從而提高了玻璃纖維／環(huán)氧單向復合層板的電性能和力學性能，其提高的幅度大小與偶聯(lián)劑的化學結構有關。

為了更加準確地對雙軸向纖維增強復合材料在雙向載荷作用下的強度進行預測,本文針對tsai-wu強度理論進行了理論分析和實驗研究。首先,討論tsai-wu張量準則在雙向纖維增強復合材料中的應用問題,并確定用雙軸拉伸實驗來測定準則其中的一個強度參數(shù)f12。其次,采用數(shù)值模擬方法,結合taguchi實驗設計方法對十字形試件進行外形設計和參數(shù)優(yōu)化,得到了中心應力水平高、過渡區(qū)域應力集中系數(shù)小的十字形試件。最后,對十字形試件進行不同載荷比的雙軸拉伸實驗,通過實驗數(shù)據(jù)計算得到強度參數(shù)f12,并擬合了該材料應力平面第一象限的強度包絡線。研究結果表明,經(jīng)實驗數(shù)據(jù)修正后的tsai-wu強度包絡線能夠準確地反映出材料的強度特性。

該項目位于江蘇省泰州市姜堰經(jīng)濟開發(fā)區(qū)陳莊路,由江蘇龍邦碳纖維材料有限公司投資建設,從事碳纖維及碳纖維復合材料制造項目,項目占地面積222畝,建設生產(chǎn)車間、綜合樓、倉庫等,配置相關生產(chǎn)設備及配套設施,總建筑面積130000m2。項目總投資120000萬元。