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传统碳纤维复合材料(CFRP)中的树脂基体电阻率大,在强电流下会产生大量阻性热从而造成损伤,增强其电导率能够有效提高CFRP的雷击防护性能。在树脂基体中添加银粉颗粒进行电导率改性,通过有限元仿真分析银粉含量对雷击防护性能影响,确定CFRP基体中的最佳银粉含量为38%。沿厚度方向电导率的改性效果最佳,提高了217.3倍。使用不同峰值的D波形雷电流对改性CFRP层压板进行模拟雷击实验,并对未改性以及表面铺设铜网的层压板进行相同能级的对照实验,通过目视损伤观察和透视超声扫描比较损伤特征和损伤面积,评估基体改性CFRP的抗雷击性能。结果表明:基体改性可以阻碍表面铺层被击穿,降低纤维断裂翘曲以及分层损伤;峰值电流20 kA、40 kA和60 kA下,铜网防护能使雷击透视损伤面积分别下降100%、86.61%和37.46%,基体改性整体防护能使雷击透视损伤面积分别下降84.02%、81.03%和40.91%。 相似文献
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高文%冯志海%黎义%姚承照 《宇航材料工艺》2000,30(5):53-57
通过对采用化学气相沉积(CVD)法在碳纤维表面制备SiC涂层、SiC-C共沉积涂层的工艺方法、结构、复合材料电磁参数、复合材料的吸波性能等内容的研究,分析了这两种涂层对碳纤维复合材料微波性能的影响,探讨其涂层改性在防热、隐身双功能复合材料应用中的可能性。 相似文献
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为了研究复合材料不同的雷击防护(lightning strike protection,LSP)系统在雷电流作用下的损伤规律,对雷击损伤过程和烧蚀机理进行分析,建立复合材料层合板雷击防护的能量平衡数学模型。在此基础上,在ABAQUS中建立复合材料基准件、全喷铝和局部喷铝防护系统的碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)层合板电-热耦合有限元模型,和实验结果对比验证模型的有效性,对雷击烧蚀损伤特征进行分析,并引入雷击烧蚀损伤指数DI,得出三种不同模型在不同铝涂层厚度、不同峰值雷电流作用下的烧蚀损伤规律,并对两种不同的局部喷铝防护系统下复合材料的损伤特征进行对比分析。结果表明:雷击防护系统下复合材料的烧蚀损伤面积和铝涂层厚度关系进行函数拟合,两者均满足幂函数关系。 相似文献
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王百亚%王秀云%张炜 《宇航材料工艺》2007,37(1):28-31,43
研制了一种室温固化环氧改性有机硅树脂涂料。研究结果显示,涂料热导率为0.266W/(m.K),比热容为1.993kJ/kg.K;拉伸强度为3.15MPa;断裂伸长率为30%;并具有较好的耐烧蚀性能以及良好的附着力;该涂层短时可耐450℃的高温,并且与碳纤维/环氧复合材料之间具有良好的界面相容性;涂料采用丙酮和二甲苯作为混合溶剂,可用于碳纤维/环氧复合材料壳体表面的外热防护。 相似文献
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碳纤维的冷等离子体连续表面接枝工艺及其复合材料性能的研究 总被引:7,自引:0,他引:7
采用冷等离子体对碳纤维(CF)表面进行连续接枝处理。研究了碳纤维连续接枝工艺条件及其 CF/PMR-15复合材料的力学性能。合适的接枝单体及合适的接枝条件可使 CF/PMR-15复合材料的层间剪切强度较未处理的提高171.4%,拉伸强度及拉伸模量分别提高39.9%和11.3%。本文还对碳纤维的表面形貌及其复合材料的断裂特征进行了研究。 相似文献
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《中国航空学报》2021,34(2):620-628
A kind of interlaminar film with carbon nanotubes inserted into polyether ketone with cardo was used for lightning strike protection of composite laminates. The distribution of the interlaminar film was investigated by experimental and numerical methods. Artificial lightning strike tests were conducted for 12-film carbon nanotube and traditional surface silver coating protected specimens. Then corresponding finite element models (FEMs) were established to analyze the lightning strike effect and validated by the experimental results. Based on the FEMs, the number, distribution and thickness of interlaminar film were investigated in order to obtain equivalent protection effect with the traditional surface silver coating. The results show that only the first two layers were damaged for the surface silver coating protected specimen, while 5 layers were ablated for the 12-film protected specimen. Lightning strike damage area of the laminate protected with 5-film carbon nanotube is almost the same as that of the laminate protected with 12-film carbon nanotube. Compared with traditional surface silver coating protection, one film protection with thickness of 360 μm can make the laminate to obtain equivalent damage depth, 54.8% smaller damage area and 58% less additional weight. And reparability of the laminate is better than that of the laminate protected with 5 interlaminar films. 相似文献
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复合材料飞机闪电防护设计 总被引:1,自引:0,他引:1
飞机的闪电防护设计是一项涉及到多个专业的综合性技术,具体来说,飞机结构、飞控、燃油、航电等专业都必须在设计时考虑闪电防护.随着复合材料技术的发展,运用全复合材料进行通用飞机的设计制造已越来越广泛.由于复合材料和金属材料的差异性,其闪电防护设计具有完全不同的特点.本文根据国内外研究发展趋势,阐述复合材料飞机的闪电防护设计技术以及适航验证的方法. 相似文献
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中航通飞研发的AG300型飞机是以碳纤维复合材料为主材料的新型公务机,该机型采用更为高效的新型复材制作工艺,但其同样存在孔隙率较大的问题。孔隙率的大小及分布特征直接影响到结构件特别是应力集中的关重件的力学性能,故急需对其孔隙率进行可靠和准确的无损评价。提出一种通过喷涂溶剂的复合材料孔隙率试块制备方法,利用超声衰减法和金相分析法对前人的经验公式进行标定,将标定后的经验公式计算出来的孔隙率与经过金相分析得到的孔隙率结果进行比对,画出拟合曲线,结果表明误差不大于0.4%,验证了该经验公式应用于工程实践的可行性。 相似文献
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《中国航空学报》2023,36(1):434-443
Ultrasonic testing is effective in defect characterization and quality assurance of Carbon Fiber Reinforced Plastic (CFRP) components in the aerospace industry. Due to the coupling between complex shape and elastic anisotropy, the Phased Array Ultrasonic Testing (PAUT) and time-based Total Focusing Method (TFM) face significant challenges in the calculation of wave propagation. A wave velocity distribution model is established for a multidirectional convex corner of CFRP based on a homogenization theory and the above coupling effects are also incorporated. A ray-tracing method is proposed based on Dijkstra’s shortest path search algorithm. The predicted time of flight ensures that this technique, the homogenized TFM, could synthesize a high-quality focused image by post-processing on the full matrix capture data. Experiments on a laminate with three ?1.5 mm Side-Drilled Holes (SDHs) in different circumferential directions confirm a successful homogenized TFM imaging that all SDHs can be effectively detected. As compared to the isotropic scenario, the maximum positioning error is reduced to 0.12, 0.08, and 0.38 mm, and the Signal-to-Noise Ratios (SNRs) are increased by 2.1, 1.1, and 11.8 dB, respectively. It is suggested that the ray-tracing assisted TFM technique can effectively improve the imaging of corners in CFRP components. 相似文献
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在实际加工过程中,碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber-Reinforced Plastic,CFRP)的制孔通常采用多工序工艺以优化制孔质量。然而,关于多工序加工中切削表面形成机制的详细解析尚存不足。针对此问题,本文构建了四种典型纤维取向(θ=0°、45°、90°、135°)下的二次切削仿真模型,深入探讨了二次切削过程中切削表面的形成机制及切削损伤的演变模式。研究结果显示,随着主轴转速n的增加,二次切削合力呈现显著的下降趋势;而进给速度Vf的提高则导致二次切削合力显著上升。进一步分析发现,当纤维取向为θ=0°时,首次切削的切削表面损伤对第二次切削的影响相对较小;而当纤维取向为θ=45°、90°或135°时,在第二次切削厚度小于首次切削纤维损伤层深度的条件下,第二次切削能够有效去除首次切削产生的损伤层,且不产生新的纤维损伤,从而显著提升切削表面的质量。 相似文献
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制备了MT300/邻苯二甲腈复合材料,分析了不同后处理温度对其在室温和400℃下力学性能的影响。结果表明,复合材料的后处理温度由315℃提高到330℃,会使其室温下的弯曲强度和模量明显提高;但继续提高后处理温度至375℃,室温下的弯曲强度则不断下降而弯曲模量未出现显著变化;在400℃的测试温度下,复合材料的弯曲强度、模量和压缩强度则均随后处理温度提升逐步提高。复合材料的室温压缩性能随后处理温度升高呈下降趋势,但在350℃处理后其室温压缩强度又出现明显上升。室温、400℃下层间剪切强度则均随后处理温度由315℃升高至375℃而呈先下降后上升趋势。 相似文献
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高硅氧玻璃纤维布/酚醛树脂缠绕成型复合材料和碳纤维/酚醛树脂模压成型复合材料复合时,两者层间常出现严重脱粘。本文通过实验分析发现,导致两种复合材料层间脱粘的主要原因为高硅氧玻璃纤维布/酚醛树脂缠乌云 固化成型时的残余应力及中间层的影响。通过低固化温度、减慢升高速率,减少富树脂层厚度等措施有效地解决了层间脱粘问题。 相似文献
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对外径为Φ10 mm碳纤维复合材料管成型工艺及性能进行了研究。结果表明,采用热缩工艺成型的碳纤维复合材料管工艺简单、质量可靠,Φ10 mm碳纤维复合材料管件弯曲刚度与不锈钢管相当,弯曲强度为不锈钢的3倍以上,质量仅为不锈钢的50%,尺寸精度满足设计要求。 相似文献