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  • 简介:提出一种新型的复合材料成形工艺,即热冲压成形,来直接成形复合材料。为了研究复合材料板的成形行为,分析了成形温度对零件的影响,进行了热弯曲和热拉深实验。实验结果表明,编织复合材料板的锁止角为30°,在成形过程中,变形载荷一般小于5N,并且变形载荷随着温度的升高而降低。成形碳纤维复合材料板的最佳温度是170℃。采用有限元分析软件ABAQUS对模具的温度场分布和复合材料板的变形进行了数值模拟。为了研究碳纤维在成形过程中的运动,采用两节点的三维Truss单元T2D3对纤维进行网格剖分,模拟结果与试验结果相吻合。

  • 标签: 热冲压 碳纤维复合板 剪切角 弯曲 拉深
  • 简介:以固相含量为20%(质量分数)、Al2O3/SiO2质量比为2:1的Al2O3-SiO2溶胶为原料,制备三维编织碳纤维增强莫来石(3DC/mullite)复合材料.分析溶胶的特性与莫来石化行为,发现溶胶经1300℃热处理基本实现完全莫来石化,凝胶粉呈现出较好的烧结收缩特性.通过溶胶“真空浸渍-干燥-热处理”路线制备出3DC/mullite复合材料,即使总孔隙率为26.0%,复合材料仍获得良好的力学性能,弯曲强度和断裂韧性分别为241.2MPa和10.9MPa·m1/2.表征复合材料在1200、1400和1600℃下的抗氧化性能.由于基体的进一步致密化,3DC/mullite复合材料在1600℃下氧化30min后,仅有微小的质量损失,力学性能几乎没有变化.

  • 标签: 碳纤维增强莫来石复合材料 Al2O3-SiO2溶胶 力学性能 抗氧化性能
  • 简介:复合材料层合板疲劳损伤机理和寿命预测是关系到现代航空结构损伤容限设计的关键问题。通过对复合材料层合板疲劳损伤特征研究,从应变等效性出发,结合经典刚度降法,建立层合板疲劳寿命预测两阶段宏观唯象模型,弥补了经典刚度降法和S-N曲线模型的不足。应用此模型对新型的缝合复合材料层合板进行了相关分析与研究,并将预测结果与试验结果进行了对比。结果表明,所建立的疲劳寿命预测模型结果与试验结果吻合良好,可为缝合复合材料的失效分析与工程应用奠定一定的理论基础。

  • 标签: 复合材料层合板 疲劳 损伤 刚度
  • 简介:针对真空压力浸渗制备的碳纤维增强铝合金复合材料(CF/Al复合材料),分别采用延性损伤本构和内聚力界面本构定义基体合金和界面的损伤演化与失效行为。建立其细观力学单胞有限元模型,数值模拟获得了复合材料横向拉伸变形中基体合金和界面的细观损伤演化和失效过程,通过复合材料横向拉伸应力–应变试验曲线与数值模拟曲线对比,验证所建立细观力学有限元模型的可靠性。结合力学试验和拉伸断口分析,探索CF/Al复合材料横向拉伸变形时断裂力学行为规律及其失效机理。

  • 标签: CF/AL复合材料 细观力学 界面 损伤
  • 简介:本文旨在找出损伤对复合材料层合板振动特性的影响。复合材料在直升机桨叶上的应用,实现了桨叶优化设计,改善了旋翼气动性能,使桨叶的寿命增加到上万小时,甚至达到无限寿命。因此,使用复合材料已成为现代直升机桨叶的发展趋势。对G827/3234、G803/3234以及G814/3234等三种铺层材料的复合材料层合板进行了振动试验研究与理论分析,得到了振动特性与材料、铺层方式的关系。进一步对这些层合板在含有穿孔、分层损伤情况下的振动特性进行了研究。结果表明,理论分析结果与试验结果吻合,证明了所建模型的有效性。该研究结果对直升机复合材料桨叶结构损伤容限分析与设计具有一定的参考价值。

  • 标签: 复合材料层合板 损伤 振动特性 有限元
  • 简介:试验研究了5224/G803和5224/G827两种复合材料层合板低速冲击及冲击后压缩载荷作用下的损伤特征。结果表明,两种层合板低速冲击损伤特征基本相同,均存在分层、纤维断裂与基体裂纹。5224/G803层合板冲击正面和背面在压缩载荷作用下的损伤特征相同,均为纤维基体剪切断裂。而5224/G827层合板冲击正面在压缩载荷作用下为纤维基体剪切断裂失效,冲击背面则以分层损伤为主。

  • 标签: 复合材料层合板 低速冲击 压缩 损伤
  • 简介:早在1960年,异形合成纤维进入了工业化生产阶段,但至20世纪80年代中期,用于增强聚合物复合材料的异形玻璃纤维才由日东纺和欧文思一康宁公司借鉴异形有机纤维的生产技术开发成功。此后,异形纤维增强复合材料取得了迅速的进步。经过五十年的发展,目前异形纤维已经成为差别化纤维的重要品种之一。

  • 标签: 异形纤维 高性能 开发成功 增强复合材料 玻璃纤维 有机纤维
  • 简介:对直升机旋翼前缘的镍-玻璃纤维复合层进行超声检测方法研究。分析镍-玻璃纤维复合层缺陷特征及缺陷识别方法;针对薄壁曲面构件的检测需求,采用便携式超声特征扫描成像方法和接触式聚焦方法,完成曲面旋翼前缘的扫描成像检测;利用超声特征扫描成像系统对检测信号进行全波列采集,并用幅值特征和频谱分析等方法对复合层脱粘缺陷进行分析和处理,实现高精度的缺陷显示和评价。

  • 标签: 镍-玻璃纤维复合层 脱粘缺陷 接触式聚焦 超声特征扫描成像
  • 简介:SiO2气凝胶及纤维复合SiO2气凝胶材料因轻质、高效、导热系数低等优点在保温隔热领域备受关注,应用前景广阔。其隔热性能、力学性能与微观结构、化学组成密切相关。本文对现阶段常见的微观结构、隔热性能、力学性能的表征方法做了介绍,常见的有密度、疏水角、晶态结构、微观形貌、比表面积及孔径分布、导热系数、化学组成、热稳定性、抗弯抗压等。综述了以上各种表征方法存在的优缺点及表征参数变化说明的问题。各种表征方法得到的表征参数之间存在紧密联系,需要从多角度理解和分析。

  • 标签: 气凝胶 表征 方法
  • 简介:复合材料层合板在低速能量冲击后的压缩强度变化是航空器结构设计应用的重要依据。本研究运用标准静压痕及冲击后压缩强度试验方法,对工程中两类典型的碳纤维及玻璃纤维树脂基复合材料层合板进行了静压痕及压缩强度试验研究,并采用数理统计方法,对试验数据进行了处理,给出了冲击后有效弹性模量及压缩极限强度的分散性表征及其拟合分布,计算了A、B基准值。研究结果表明:冲击后两类复合材料层合板的有效模量与强度特性仍遵从正态分布的概率推断;但较玻璃纤维增强的树脂基复合材料层合板碳纤维增强复合材料呈现更明显的脆性。

  • 标签: 复合材料层合板 静压痕 冲击后压缩 强度分散性 设计许用值
  • 简介:材料的失效破坏是一个复杂的过程,迄今为止已有上百个理论模型来研究材料的强度问题,本文重点介绍了统一强度理论,它给出了一系列破坏准则,并建立了准则之间的关系。根据复合材料的特点以及基体、增强相、界面、工艺对复合材料强度的影响关系,阐述了复合材料的宏观强度理论中不同破坏准则之间的差异和特点,并指出采用宏观与细观相结合的方法研究复合材料损伤和强度理论的必要性。

  • 标签: 复合材料 强度 损伤 随机性
  • 简介:复合环形气瓶爆破压力58MPa,未满足60MPa设计指标。气瓶水压爆破试验前依次经强度试验、气密性检查和疲劳试验。气瓶外层缠绕芳纶纤维,内衬为TC4钛合金超塑成形后激光焊接。运用多种分析手段开展内衬裂纹及断口的宏微观形貌分析、特征微区化学成分测定、焊缝金相组织检查。结果发现:在内衬内焊缝收弧焊趾部位存在裂纹源,裂纹源由数个微氧化脆性准解理小平面组成,源区与瞬断过渡区有疲劳条带特征。分析表明,裂纹源形成于焊接过程,在疲劳试验中发生疲劳扩展,而后爆破试验因裂纹前端应力强度因子达到临界值而发生失稳爆裂,裂纹性质为氢脆裂纹,属焊接气体保护不充分引起的环境吸氢。

  • 标签: 复合环形气瓶 爆裂 激光焊接 氢脆 疲劳
  • 简介:复合材料桨叶设计重点考虑其疲劳性能和环境老化性能,变形失效问题则很少涉及。通过对处于不同变形损伤阶段的桨叶结构和复合材料损伤情况进行观察分析,对复合材料桨叶的变形失效问题进行了分析和讨论。结果表明:桨叶叶根材料在叶根套离心力压迫、离心应力及循环载荷下出现塑性变形损伤累积,使得玻璃纤维织物和泡沫塑料出现鼓包堆积,最终导致桨叶变形失效;在叶根部位增加刚性支撑结构,增强叶根填块的粘接强度可以共同抵抗离心力和棘轮效应引起的轴向应力和应变,可以有效预防桨叶的变形失效。复合材料构件在设计时除了要考虑常规的疲劳性能外,材料棘轮效应可能引起的复合材料变形失效问题也要加以重视。

  • 标签: 复合材料 旋翼桨叶 变形失效 棘轮效应 预防措施
  • 简介:据有关资料介绍,日本板玻璃公司研制成功一种以SI02和b203为主的新型覆铜板用玻璃纤维成分,其介电常数不大于4-5。这种新型玻璃成分的覆铜板用玻璃纤维布与低介电常数的有机纤维——聚醚醚酮、聚醚酰亚胺、及聚砜等热塑性树脂纤维混纺或混织而成的玻璃纤维基布,有可能成为高级电子计算机用印制电路板的基材。

  • 标签: 日本板玻璃公司 覆铜板 电子级玻璃纤维布 性能 SI02 b203
  • 简介:偏磷酸钙纤维(CMPF)以良好的生物相容性和降解特性在生物医用领域得到了较好的发展和应用,采用熔融纺丝法制备了作为医用复合材料增强相的偏磷酸钙纤维。开展了CMPF在不同pH值磷酸缓冲液中的降解试验,测试得到了纤维直径与降解时间的关系,提出了在任意pH溶液中CMPF直径达到设计指标的降解时间预测模型,最后用CMPF在蒸馏水中的降解试验初步验证了预测模型,并分析预测模型产生偏差的原因。

  • 标签: 偏磷酸钙纤维(CMPF) 降解性能 纤维直径 降解时间预测模型
  • 简介:为研究复合离子液体中电沉积制备Ir的工艺过程,探讨添加剂N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)对BMIC-BMIBF4复合离子液体黏度、电导率及电化学稳定性的影响,分析IrCl3在该复合体系中的电化学行为,并在不同电位下恒电位电沉积Ir层。采用扫描电镜及X射线衍射仪对沉积层形貌及组成进行表征。结果表明:DMAC的加入使复合体系的黏度降低、电导率升高、电化学稳定性提高;金电极上的循环伏安测试表明,Ir3+通过一步还原反应生成单质Ir的过程是受扩散速率控制的不可逆过程,其平均转移系数为0.170,扩散系数为1.096×10-6cm^2/s;SEM显示,在还原峰电位处可以获得较为致密、平整的Ir层,而XRD谱表明Ir层为多晶结构。

  • 标签: 复合离子液体 N N-二甲基乙酰胺 电沉积
  • 简介:碳/矿环氧复合材料管在弯曲疲劳试验时发生开裂,疲劳次数远低于设计要求。管子的成型工艺为碳布缠绕成型。对碳/环氧复合材料管裂纹部位进行了宏观、微观观察,对环氧树脂基体采用红外光谱分析。观察和分析结果表明:碳/环氧复合材料管的失效性质为低周疲劳;复合材料管发生早期疲劳失效的主要原因是由于安装孔附近存在分层缺陷,导致该区域层间结合强度及抗疲劳性能降低,分层缺陷产生的原因是由于该区域富集较多的环氧树脂用粉末状固化剂。

  • 标签: 碳/环氧复合材料 弯曲疲劳试验 分层缺陷
  • 简介:由于复合材料断裂特征的复杂性,尚未给出所受载荷与断裂特征之间的关系,通常认为失效模式与层板的基体、纤维类型及试验温度有关。本研究通过拉伸试验、断口观察等方法研究了碳纤维与玻璃纤维增强树脂基复合材料单向板在-55、23及70℃的0°拉伸失效行为,分析了单向板0°拉伸的断裂特征、失效模式及其影响因素。结果表明:复合材料单向板的0°拉伸主要有2种失效模式,纤维基体断裂和界面失效;由于2种失效模式所占的比例不同,形成多种断口形态;失效模式、断裂特征与复合材料的拉伸强度关系不大,主要与界面的结合强度有关;试验温度、纤维、基体等对其断裂特征与失效模式的影响也主要是界面强度变化所致。

  • 标签: 复合材料单向板 拉伸 断裂特征 失效模式