典型复合材料结构固化变形仿真预测与控制验证

针对典型复合材料结构固化成型过程中变形难以控制的问题,本文对典型复合材料结构的固化变形进行仿真预测,从固化工艺和模具补偿两方面对固化变形加以控制和验证。固化工艺方面以各设计点变形数据为基础确定了最优固化工艺曲线,模具补偿方面提出了一种构件有限元模型自适应调整的方法,综合考虑固化工艺参数与模具型面补偿采用了一种基于全局补偿量的协同控制方法。结果表明,通过仿真模拟L形构件的固化变形误差为12.4%,借助响应面优化算法得到的L形构件最优固化工艺曲线其固化变形预测值与各试验设计点最大变形的最小值偏差不超过3.3%;T形加筋壁板有限元模型经自适应调整后,对于下表面与目标型面之间的偏差距离,数值模拟值与试验测量值的最大相对误差为17.20%。通过全局补偿量的协同控制方法对半筒形壁板的模具进行补偿,其固化变形最大值相比于传统单一模具型面补偿控制方法降低了接近90%。     

聚乙烯-乙烯醇改性酚醛树脂固化特性与微观结构

利用聚乙烯-乙烯醇可以溶解在苯酚水溶液中的特性制备的聚乙烯-乙烯醇改性酚醛树脂,并采用IR,DSC,TG,SEM和TEM等分析手段研究了聚乙烯-乙烯醇改性酚醛树脂的固化反应特性以及微观形态。研究表明:聚乙烯-乙烯醇中的羟基与酚醛树脂中的羟甲基在固化过程中缩聚形成内增韧结构,有效提高了酚醛树脂的韧性,并使其耐热性能下降较低,而且与IR,DSC,TG分析结果相一致。     

铝的碱性化学抛光光亮剂作用的机理研究

用充电曲线——拉普拉斯变换方法获得了抛光液中不同成份在80℃,90℃下的交流阻抗频谱图,配合失重腐蚀速度数据,研究了光亮剂对双电层结构的影响。揭示了在抛光过程中光亮剂通过吸附、沉积、扩散步骤达到试样表面整平、光亮效果。     

TPA对低特征信号衬层性能的影响

为研制低特征信号衬层提供参考依据，选用了消烟剂ＴＰＡ，通过制作衬层试样，衬层的信号透过率力学性能和粘接性能的测试，以及对试验结果进行分析和讨论，发现ＴＰＡ的含量与料径变化对上述性能都存在的影响，并且呈献一定规律。     

醇胺类助剂在铝粉/丁羟复合物中作用机理研究

用单向拉伸，溶胶凝胶分离，交联密度测试，动态力学分析等实验手段，研究了醇胺类助剂在铝粉／丁羟复合物中的作用。结果表明：醇胺类助剂加入复合物后显著改善其力学性能。三乙醇胺通过改变粘合剂相的形态结构能改善丁羟复合物的低温力学性能；醇胺与三氟化硼的反应产物能有效地提高该复合物在广温度范围内的力学性能，因为它的加入改善了复合物中丁羟粘合剂相的网络和形态结构。     

粘合剂系统对XLDB推进剂力学性能影响的研究

对已二酯二乙二醇聚酯（PDGA）和四氢呋喃环氧乙烷共聚醚（PTE）为粘合剂的XLDB推进剂的力学性能做了综合对比,研究了这两种粘合剂及固化剂结构对推进剂力学性能的影响。结合应用,初步确定了PTE与固化剂N100的特征参数范围,使XLDB推进剂获得了良好的力学性能。     

偶联剂MAPO提高HTPB推进剂延伸率的机理研究

用单轴拉伸和红外光谱法研究偶联剂ＭＡＰＯ在ＨＴＰＢ／ＡＰ／Ａｌ推进剂中的作用。实验结果表明：ＰＡＰＯ能提高ＨＴＰＢ推进剂的强度和起始模量，并不提高延伸率。ＭＡＰＯ提高延伸率是和配方中相应扩链剂配合的协同结果。二胺类化合物ＦＬ和ＭＡＰＯ匹配可提高ＨＴＰＢ推进剂延伸率。用比较拉伸贮能的方法可探索推进剂内部结构的变化。     

N,N,N'',N''-四炔丙基-4,4''-二氨基-二苯甲烷的热固化反应及其固化产物的热稳定性研究

初步研究了N，N，N’，N’-四炔丙基-4，4’-二氨基-二苯甲烷（TPDDM）的热固化反应。通过DSC分析其固化行为特征。FT-IR观察了它固化过程中特征官能团变化，对比了其在空气中和氮气中固化行为的差异，发现在空气中固化产物出现1733cm^-1的峰，推断是被氧化所致，并通过DSC和FT-IR确定了固化条件。利用TGA技术考察了该固化产物在空气中和氮气中的热稳定性。结果表明：在空气中固化产物起始失重率为5％的分解温度为414．4℃，高于在氮气中的392．8℃。TPDDM的固化产物在氮气中700℃残碳率为53．9％，在空气中全部分解。     

新型高强高韧环氧基体树脂体系研究

针对航天用碳／环氧大型复合材料结构件的特殊要求，开展了高强高韧耐高温环氧基体树脂体系的研究。在分子水平上，系统研究了环氧树脂体系中各化学组份的化学结构对其综合性能的影响规律，获得兼具高强高韧与耐高温性能的新型环氧基体树脂体系，其树脂浇铸体的拉伸性能和断裂伸长率等较目前商品化的环氧树脂体系有较大程度的提高，并且具有较好的工艺性能，可以满足航天用高性能复合材料的使用需求。     

环氧树脂电子束固化反应动力学研究

研究了以二芳基碘鎓盐为引发剂的电子束固化阳离子环氧树脂的固化反应动力学特征.研究表明:在反应初期,反应速率为质子酸数量所控制,反应速率随时间增加和环氧值的降低而加大;随反应的进行,反应速率的变化逐渐转化为环氧值所控制,反应速率达到一个极值点之后逐渐降低;当引发剂完全分解之后,反应速率只受环氧值所控制,呈一级反应动力学特征.