摘 要:针对编织复合材料内部的非周期性复杂结构,细观预制体模型是进行复合材料性能分析的基础。目前,编织复合材料变厚度结构的模型建立困难且通用性低,本文基于2.5D编织复合材料RVE模型,提出了一种基于映射关系的变厚度预制体参数化自动化建模方法。该方法考虑了纱线几何变化与预制体宏观特性,因此利用该方法建立了叶身结构预制体细观模型。结果表明,本文提出的建模方法有效反映了变厚度结构的细观结构,研究有助
摘 要:对高纤维体积含量的复合材料缠绕圆环吸湿行为进行了研究。建立了规则排布、交错排布、纤维居中、基体居中等4种周期单胞模型。基于质量扩散与热传导方程形式等效原理,采用瞬态热分析完成了水分子扩散的有限元仿真,解释了纤维体积含量增加会显著降低扩散速率的现象。对比了瞬时平衡、线性增长、幂增长、指数增长等不同表面浓度边界条件下的吸湿动力曲线,二次函数增长模型的吸湿率在吸湿初期增长平缓、中期迅速增长、后
摘 要:本文通过数控加工插补理论和数值模拟仿真方法,基于数控缠绕机额定速度和加速度运动参数,介绍一种高速数控缠绕机的缠绕程序方法。数控缠绕机的高速缠绕程序可以实现缠绕过程的运动光顺性、缠绕效率和缠绕质量,稳定光顺的丝嘴运动轨迹可以有效地避免缠绕过程卡顿、抖动造成引起的缠绕滑纱问题。本文基于纤维缠绕角连续稳定原则,讨论分析运动步长对于缠绕程序行数的影响;基于运动轨迹的时间速度曲线连续性,讨论分析了
摘 要:本文开展了气凝胶与复合材料成型工艺的研究,采用红外测试仪验证了气凝胶在经过高温加热后基团的变化,证明了气凝胶本体具有较好的耐热性;制备对比样,测试了气凝胶与复合材料结合后的导热系数,尽管气凝胶部分结构失效,但气凝胶/复合材料的导热系数仍低于复合材料本体的导热系数;采用环氧树脂胶粘剂制备了气凝胶力学试件,气凝胶粘接后拉伸剪切强度远低于胶粘剂的拉剪强度,气凝胶本体抗剪切性较差,导致在粘接面被
摘 要:碳纤维复合材料已经成为航空、武器装备不可替代的材料,随着碳纤维复合材料的应用量越来越大,其维修已经成为研究热点。本文采用四节点shell单元进行补片修补碳纤维复合材料研究,发现模拟仿真结果的误差小于3 %。通过设计试验工装,进行碳纤维构件修补工艺研究,发现补片尺寸构件的缺陷尺寸3倍效果最佳,曲率半径越小的构件补片维修效果将会越好。补片铺层材料的铺层角度不同将会有助于分散压缩应力,提升补片
摘 要:本研究基于铁路用集装箱减重、防腐、抗冲击等使用需求,提出采用玻璃纤维增强复合材料制造铁路用集装箱。集装箱设计尺寸为长6058 mm×宽2550 mm×高2896 mm,可装载30 t的散装货物,用于装运腐蚀性较强的散装材料,通过材料性能对比,主体结构选用金属框架,壁板选用航空级蜂窝板材。通过对集装箱结构的防腐蚀、顶部防水、箱体强度、面板增强、面板和框架连接的优化设计以及箱体3D建模分析,
摘 要:随着战备需求增加以及科技进步,我国飞行器产业得到井喷式发展,但其零部件复杂,设计改进多,生产周期长等却极大地延长了新型号的研制周期。熔融沉积技术由于其制造成本低、周期短以及材料利用率高等特点为短时间内完成样机生产,具备试验首飞条件,缩短新型号研制周期提供了可能。因此,本文从现阶段沉积技术及材料入手,着重介绍其在飞行器零部件制备过程中的国内外应用现状,以及现阶段所应用的热塑性复合材料。为后
摘 要:本文以水下1000 m复合材料耐压舱为研究对象,针对技术指标要求,对耐压舱进行复合材料夹层结构设计,通过有限元计算、铺层的多次迭代设计和结构校核,最终设计了带有内环筋,隔层面板和泡沫这种特殊“三明治”夹芯结构的碳纤维复合材料耐压舱,重量较铝合金结构减重40 %。对制备的耐压舱试件进行15 MPa外压试验考核。试验结果表明,制备的复合材料耐压舱在使用条件下未发生渗水及结构破坏,能够在实现减
摘 要:采用二烯丙基双酚A和双马来酰亚胺树脂为基体,通过添加热塑型聚酰亚胺树脂增韧改性剂,制备了热熔法预浸料用高韧性双马来酰亚胺树脂体系。采用热熔预浸工艺制备了国产T800碳纤维预浸料并测试了预浸料的性能指标。通过预浸料铺放工艺制备了复合材料单向板,采用动态力学分析法测试了复合材料的耐热性能。结果表明,预浸料工艺性良好,复合材料玻璃化转变温度大于300 ℃,单向板90°拉伸强度52.11 MPa
摘 要:利用差示扫描量热仪(DSC)升温测试,得到QY9611树脂体系的固化特性,利用旋转流变仪对QY9611树脂体系进行升温流变测试,得到QY9611树脂体系的黏度—温度曲线,进一步对QY9611数值体系进行恒温测试,可得到树脂体系不同时间黏度—时间曲线,通过阿伦尼乌兹方程进行拟合得到了QY9611树脂体系的流变模型。研究结果为QY9611树脂复合材料的成型加工提供了理论依据和实验数据参考。
摘 要:采用玻璃纤维增强复合材料层合板作为上、下面板,以PET泡沫作为芯材,在芯材与面板之间引入六边形蜂窝状的聚酯无纺布,通过低速冲击试验和数值模拟方法研究了其对复合材料夹层结构抗低速冲击性能的影响,并与纯树脂固化板的增强效果进行了对比。结果表明,聚酯无纺布与树脂固化后形成的刚性层可以提高夹层结构抵抗冲击载荷的能力,当提供的刚度足以承受载荷的冲击时,上面板无法被冲破,芯材结构未被破坏,纤维断裂与
摘 要:针对碳纤维全缠绕塑料内衬气瓶检测的需求,提出了一种光纤光栅传感器植入复合材料气瓶的方法,将碳纤维带和凯夫拉材料补强包裹的光纤顺着纤维方向随着碳纤维一起缠绕,最后固化。开设了12根光纤光栅应变传感器通道植入复合材料气瓶的试验,其中10只传感器在复合材料气瓶固化后保持存活,实现了复合材料气瓶固化、水压试验过程中的应变检测。试验结果验证了光纤光栅传感器植入复合材料Ⅳ型气瓶进行应变检测的可行性。
摘 要:石墨相氮化碳 (g-C3N4) 是一种对可见光有响应性的光催化材料,但是单一的g-C3N4存在可见光利用率低,电子-空穴易复合的缺点。因此选择将还原氧化石墨烯(rGO)作为载体,将g-C3N4 与BiOI复合并负载到rGO上来抑制g-C3N4 的光生电子-空穴复合,拓宽可见光的响应,提高光催化活性。通过水热法一步合成g- C3N4/BiOI/rGO复合材料,用于在可见光下降解亚甲基蓝。结
摘 要:碳纤维复合材料凭借其优异的特性,如高强轻质、高比强度和高比刚度,在航空航天、汽车制造以及体育器材等领域得到了广泛应用。但其脆性较大,容易受到外界冲击而产生裂纹或断裂。随着科技的不断进步和应用需求的日益增长,对碳纤维复合材料性能的要求也在不断提升,特别是对其韧性方面的要求。本综述从树脂增韧、Z向增韧和层间增韧三个方法介绍了碳纤维增强复合材料的增韧技术,通过对当前已经开展的研究进行分析,对比