热塑性复合材料缠绕温度场的有限元仿真

热塑性复合材料缠绕成型过程中经历的温度历程影响成型构件的机械性能,因此需对热塑性复合材料缠绕成型过程中的温度场分布进行深入研究。建立了热塑性缠绕的热传导数学模型,采用基于ANSYS的有限元模型对热传递过程进行仿真,得出了构件内部温度场分布云图,进而分析了缠绕过程中铺层温度的变化情况。构建了缠绕过程中铺层温度场测量系统,验证了有限元仿真的正确性。     

连续纤维增强热塑性复合材料热压成型工艺研究进展

连续纤维增强热塑性复合材料（CoFRTP）具有损伤容限高、成型周期短及可回收利用等优点,在航空航天及新能源汽车等领域能够规模化应用。热压成型工艺因其高效率、低成本的优势得到广泛的关注,但由于该工艺涉及成型参数多,以及成型过程中材料大变形、非线性、多相变等多场耦合的特点,所制构件易产生褶皱、纤维开裂及外形尺寸变形过大等质量缺陷,对构件力学性能的稳定及后期装配带来极大挑战。为克服传统试错法低效率、高成本的缺点,提高热压成型设计效率,本文重点对热压成型工艺及其相应有限元数值仿真方法进行综述。本文从CoFRTP应用现状及制造关键、热压成型工艺过程分析及研究现状和热压成型工艺仿真方法 3个方面展开,最后对后续的研究工作进行展望。本文将为CoFRTP高效率和高质量成型提供理论指导,对相应的结构设计和工程应用起到推动作用。     

可熔体加工热塑性聚酰亚胺研究进展

从发展航空航天、微电子、汽车及电器等高技术领域先进材料的角度，阐述了可熔体加工热塑性聚酰亚胺的发展现状和最新进展；报告了热塑性聚酰亚胺的挤出成型、注射成型、纺丝、涂覆等工艺；讨论了热塑性聚酰亚胺的分子结构对聚酰亚胺热性能的影响；介绍了几种最新热塑性聚酰亚胺的特点和典型应用实例；指出开发新型热塑性聚酰亚胺应综合考虑可加工性、耐热性、成本以及原料来源。     

复合材料自动铺放CAD/CAM软件技术

自动铺放CAD/CAM软件根据材料铺放工艺特性和构件外形特征,按照构件结构设计要求,依照铺放设备机器结构和工作模式,生成可供专用铺放设备实现复合材料构件成型制造的NC加工代码。在满足设计要求的基础上,自动铺放CAD/CAM技术尽可能提高了铺放效率,保证了铺放质量,节约了材料,降低了制造成本。     

成果简介

1　铝合金栅格翼制造工艺本成果研制的铝合金栅格翼是一种新型升力系统。为某重点工程的关键部件。该成果设计构思新颖 ,具有结构复杂、零件尺寸大、机械加工精度要求高、焊接材料薄、焊缝数量大等特点。本项铝合金栅格制造工艺技术可满足某重点工程项目的要求 ,呈现出良好的社会效益与巨大的经济效益 ,填补了国内空白。经同行专家鉴定认为 ,该项技术达到国际先进水平。2　热塑性塑料全自动注塑机本机适用于热塑性塑料的加工成型。可制造各种日用小型工业品 ,是数字化全自动注塑机器。本机选用进口电器配件、液压元件 ,机器稳定可靠 ,可精确…     

论述使用塑料球面蜗杆传动的现实性

作者叙述了用热塑性塑料制成的球面蜗杆轮组传动的试验。说明了所使用材料的性能、运转功率以及在不同转速和载荷条件下齿轮的效率和寿命。进而阐明了试验设备,其中包括为 SCE250注射机而成型两个传动机械另件的模具装置。蜗轮和蜗杆的辅心都是金属的,蜗输的外环和杆的蜗旋体是注射成型的。同时也说明了作为球面蜗旋传动部分的几种被试验过的材料,其中聚酰胺类(印尼龙)表现了一定的优越性,文中还介绍了几种润滑油。     

研制中的主要宇航飞行器结构

加里福尼亚州的帕罗-阿尔托-Aeronu-tronic 福特公司正在研究主要结构完全采用复合材料制造的宇航飞行器——可能是石墨织物,石墨短纤维和 Kevlar 纤维的混合结构。自1970年以来,Aeronutronic 西方研制实验室(简称 WDL)分部在宇航飞行器结构上已采用了石墨/环氧材料。在开始广泛使用石墨之前,WDL 为国家航宇局/国家海洋和大气局制造的同步气象卫星上,除使用了一些石墨来加强次要结构外,大部分采用玻璃纤维。后来生产的同类卫星,即现在的GOES(地球同步应用环境卫星)已用 Kevlar和石墨纤维取代玻璃纤维材料。     

中间相碳微球模压高密高强碳/石墨材料的SEM研究

用中间相碳微球(MCMB)做原料，冷模压成型后再经过热处理后得到高密高强模压碳/石墨材料，考察了不同热处理温度对制品的力学性能的影响以及微观结构的变化。实验结果表明，与常规方法制备的碳/石墨材料相比，经过热处理的MCMB模压制品具有更高的力学性能。1300℃热处理后MCMB模压制品的压缩强度可以达到240．8MPa，弯曲强度达到86．1MPa。微观结构分析表明，经过900℃热处理后的制品具有极为密实的结构，虽然在更高的温度热处理后，制品表面存在着一些小孔和微裂纹，但相对于常规碳/石墨材料而言，它们是非常微小的。另外，从高倍数SEM分析表明，MCMB是比较容易石墨化的碳材料原料。     

低熔点合金/高分子复合结构同轴3D打印方法研究

针对金属/高分子异质材料一体3D打印成型的问题,设计了一种面向低熔点合金（LMPA）与高分子复合材料成型的3D打印设备。以活塞挤出驱动及双加热系统为基础,通过嵌套式同轴挤出喷头,实现LMPA与多种高分子材料的一体连续打印,从而制备较高力学强度的复合打印构件。此外,通过有限元方法对挤出压力、温度、速度等工艺参数进行了模拟仿真,并结合试验探索了打印速度、打印温度、流体黏度等参数对材料成型状态的影响,初步实现对打印工艺的优化。最后设计并打印制备了可变刚度的功能构件,并测试了相关减振性能,对LMPA/高分子复合功能结构的同轴3D打印提供了可参考的方案。     

高性能纤维增强聚醚醚酮复合材料挤出成型增材制造现状与挑战

材料挤出成型是一种典型的增材制造技术,其通过高温加热,将热塑性聚合物或其复合材料熔融挤出,而后逐层累积成型。它具有无需模具、可成型复杂零部件、低成本等显著优势,在生物医疗、航空航天、汽车工业等多个领域有着广泛的应用前景。聚醚醚酮作为一种半晶态超强热塑性聚合物,其纤维增强复合材料具有轻质高强、热稳定性好、化学稳定性佳等优异特性。利用材料挤出成型工艺制备纤维增强聚醚醚酮复合材料,可实现零部件的高性能低成本快速制造。介绍了纤维增强聚醚醚酮复合材料挤出成型制造技术的发展现状,分别从成型工艺机理、技术发展及性能对比等几个方面展开论述,并系统分析了未来技术发展所面临的挑战。     

热塑性树脂数据的查找

1　热塑性树脂数据的查找美国应用纤维系统公司已经出版了ＰＰＳ、ＰＥＩ和ＰＥＥＫ材料的性能数据 ,设计工程师可以使用这些数据做精确的材料性能比较。在公开出版的数据中 ,包括了该公司Ｔｏｗｆｌｅｘ产品在实验室测试的冲击和热试验的最新结果。该数据是专门为热塑料树脂设计工程师们提供的日常所需的信息 ,例如 ,热变形和热膨胀性能 ,以及缺口和非缺口冲击试验性能等。尽管人们已经了解连续纤维比短纤维或长纤维产生更高的强度、刚度和韧性 ,但是该数据进一步提供了特定的比较值。Ｔｏｗｆｌｅｘ材料是采用带有热塑性颗粒的辅放粉末包…     

先进复合材料构件成型模具和工装技术发展趋势

在分析先进复合材料构件成型过程和工艺特性的基础上,分别从满足先进复合材料构件成型压力、温度和真空度以及构件质量和工艺可行性等方面,综述了膨胀橡胶、殷钢、碳泡沫、碳毡、形状记忆高分子和水溶性材料等模具和工装的特点和应用状况.     

碳/陶复合密封材料的研究

采用粉末热压烧结一次成型工艺压制出石墨／BN复合材料基体，对基体材料进行浸渍、固化和炭化处理，制备出石墨／BN复合密封材料，并对该材料进行性能考察。结果表明，石墨／BN复合材料是一种高温抗氧化、自润滑性能优异的机械密封材料。     

先进热塑性复合材料的制备工艺研究

为了探索高性能热塑性复合材料的制备方法,本文使用薄膜层叠法制备了碳纤维编织布增强聚苯硫醚(CFF/PPS)热塑性复合材料层合板。通过控制变量法研究了不同成型压力和制备温度对CFF/PPS复合材料层合板的成型质量的影响。通过弯曲试验和层间剪切试验表征不同工艺参数下的CFF/PPS复合材料层合板的力学性能,从而确定了成型压力及制备温度两个关键参数在不考虑耦合效应下的优化取值范围。研究结果表明,采用成型压力为5 MPa,制备温度为340℃制备的CFF/PPS复合材料层合板,其性能最佳。     

大型筒段构件自动铺带成型技术

在研究自动铺带成型技术的基础上,提出了一种用于复合材料筒段构件自动铺带成型轨迹规划的设计方案。根据自动铺带成型系统的独有特点,提出专用于自动铺带成型系统的数控(NC)代码约定。在研究自动铺带成型CAD/CAM技术的基础上,开发针对大型筒段复合材料构件的专用CAD/CAM软件,并在自主开发的自动铺带成型设备上进行铺带成型实验验证。经实验验证,此自动铺带机专用CAD/CAM软件的开发相当成功,满足了大型复合材料筒段构件的实际生产需求。     

复合材料异型构件成型技术

以H-弯波导为典型构件,对复合材料异型构件成型进行了研究。选用138℃低熔点合金作为芯模材料进行模具设计与芯模模压参数摸索,成型前应用DELMIA对铺层过程进行了虚拟仿真,省去预装环节。结果表明:低熔点合金芯模较化学溶解芯模提高了脱模效率,使批量化生产成为可能,为此类异型构件的成型提供了技术保障。     

航空复合材料构件精确制造技术探讨及应用

随着军用航空器对作战效能比和民用航空器对燃油经济性要求的不断提升,以碳纤维增强树脂基复合材料为代表的轻量化高性能材料得以在航空器上广泛应用。国内外许多专家、学者对树脂基复合材料构件制造过程进行了大量的研究。复合材料成型工装制造时,应减少支撑块,并使用Invar钢制造的成型工装来提高复合材料构件的制造精度。在复合材料构件成型时,过低的固化压力会造成复合材料构件内部缺陷,低的升温速率和降温速率能够减少温度梯度对复合材料构件变形的影响。通过对工装补偿和优化成型工艺参数来实现盆形零件的精确制造。     

内饰行业积极追求降低结构重量的热塑性材料

<正>赛峰客舱、威格斯(Victrex)和Tri-Mack塑料公司正合作将航空应用的铝制储物箱改为注塑成型的热塑性复合材料,此次改进的成功也证明了热塑性复合材料在航空内饰领域拥有广阔的应用前景。当前,飞机设计、制造、维修、改装各个环节过程中都在考虑采用复合材料替代金属材料,实现减重增效,如机翼、机体结构件和内饰客舱件等。其中,在飞机内部零件方面,更是各大OEM或供应商的减重焦点。以飞机内饰支架     

BN改性碳基复合材料氧化行为的研究

对采用热压一次成型方法制备的C／BN复合材料、热压成型的C／BN复合材料用热固性配醛对脂浸渍后的材料和用硼酸浸渍过的普通石墨材料等三种材料作了不同温度、不同时间的氧化实验，考察了他们的抗氧化能力。结果表明热压成型的C／BN复合材料作坯体，经热固性酚醛树脂浸渍、碳化后的材料具有良好的抗氧化性能。     

先进复合材料构件波纹梁的成型工艺

从材料选择、模具方案、成型工艺3方面研究了先进复合材料构件波纹梁的制造技术。