混杂纤维复合材料受拉构件的最优混杂比研究

基于复合材料力学中的复合定律和断裂应变破坏准则,讨论了混杂纤维复合材料的断裂特性,得到了以纤维层拉伸强度和拉伸模量表示的两种纤维混杂复合材料受拉构件的临界混杂比和拉伸强度;并讨论了最优混杂比的选取方法。算例表明,文中给出的最优混杂比的确定,就是一种满应力的优化设计,它可用于固体火箭发动机混杂纤维缠绕壳体的初步设计。     

基于混杂非对称复合材料的自适应对日定向器

提出并设计了一种基于混杂非对称复合材料层合板的新型自适应对日定向器。该对日定向器采用混杂非对称复合材料层合板作为驱动元件,利用在轨光照条件的变化引起复合材料层合板温度变化,进而使其产生热变形并驱动太阳翼发生偏转。提出的自适应对日定向器结合传统的单自由度对日定向机构,能够实现太阳能帆板的双自由度对日定向。介绍了自适应对日定向器的基本原理,并结合地球静止轨道的光照条件进行了具体设计。利用能量变分原理建立了混杂非对称复合材料的热变形模型,分析其热变形特点,并利用有限元方法对定向器在地球静止轨道上的温度场特性、热变形及对日定向转动角度进行分析。有限元分析结果表明,通过合理设计,自适应对日定向器的转角能够随太阳光入射角变化呈线性变化,定向精度可达±1°。     

纤维缠绕复合材料及混杂复合材料的双轴力学性能

本文对碳纤维(CF),Kevlar 49纤维(KF),玻璃纤维(GF)及其层内混杂复合材料压力容器的成型工艺和双轴力学性能进行了试验研究。对容器在内压作用下因刚度退化所引起的非线性应力应变行为,用逐步线性刚度退化理论进行拟合,所得理论值和实验结果相当吻合。水压试验和应变测试表明,在KF压力容器中加入CF,并使强度基本不变的前提下,可明显提高容器的刚度,基体的开裂强度有可能提高近3倍。若CF—GF层内混杂,则表现出较大的负混杂效应。     

采用混杂复合材料的止裂设计及其剩余强度分析

本文用理论分析和试验研究证实了混杂复合材料构成的软化带可用以控制碳/环层板中的裂纹扩展,以较小的重量代价,提高其剩余强度。文章还分析了裂纹尺寸和软化带的材料、参数对碳/环层压板的损伤容限特性的影响。     

混杂复合材料空间光学遥感器拉压承力杆件RTM成型工艺及性能研究

文章结合型号任务需求，开展了混杂复合材料拉压承力杆件干丝缠绕-RTM成型工艺研究，研制成功的制件进行了力学性能、物理性能试验及无损检测，试验结果表明，各项技术指标满足设计指标要求，其研究成果为混杂复合材料应用于空间光学遥感器承力杆件奠定了基础。     

混杂复合材料空间光学遥感器拉压承力杆件 RTM成型工艺及性能研究

文章结合型号任务需求,开展了混杂复合材料拉压承力杆件干丝缠绕-RTM成型工艺研究,研制成功的制件进行了力学性能、物理性能试验及无损检测,试验结果表明,各项技术指标满足设计指标要求,其研究成果为混杂复合材料应用于空间光学遥感器承力杆件奠定了基础。     

碳纳米管混杂环氧树脂/T700复合材料的力学性能

为了在现有原材料体系的基础上提高由树脂基体主导的复合材料力学性能,将碳纳米管与环氧树脂混合制备纳米复合树脂基体,再与T700炭纤维增强体复合,经模压成型碳纳米管混杂多尺度复合材料.实验中,采用超声工艺使碳纳米管分散于环氧树脂中,毛细管实验和金相显微镜分析结果表明,在20 kHz和30 min时,碳纳米管分散均匀,纳米复...     

某型号导弹复合材料翼罩的研制

在某型号导弹前翼翼罩的研制中，根据翼罩的结构特点及性能要求，通过原材料选择及工艺方案的比较，采用分层加料、整体模压成型的方式，经对各主要工艺过程及工艺参数的搜索与改进，获得了外观质量好、内外型面光滑、结构尺寸及性能均符合设计要求的复合材料翼罩。     

混杂纤维复合材料的体积含量、质量含量和孔隙率

讨论了混杂纤维复合材料体积含量和质量含量的定义和作用;推导出了由质量含量确定体积含量或由体积含量确定质量含量的计算公式;给出了孔隙率的定义和确定孔隙率的方法.由于单一纤维复合材料是混杂纤维复合材料的特例,文中给出的计算公式同样适用于单一纤维复合材料.     

F-12芳纶纤维混杂复合材料纵向压缩性能研究

研究了铺层参数及纤维表面处理对F-12芳纶纤维与HTA-P30碳纤维混杂复合材料纵向压缩性能的影响。结果表明,该混杂复合材料体系的纵向压缩强度高于混合定律的预测值,表现出明显的混杂正效应。铺层顺序对纵向压缩强度和模量没有显著影响。F-12纤维经刚性涂层处理后,可提高混杂复合材料的压缩性能。     

复合材料易碎盖薄弱区结构的参数化设计

针对复合材料易碎盖薄弱区结构进行力学性能分析,提出了薄弱区结构参数化设计方法。对发射箱盖整体进行数值模拟,确定了薄弱区局部模型分析的边界条件和载荷。计算薄弱区结构模型在11种拉弯耦合载荷作用下的承载能力,绘制强度包络线,分析了薄弱区内外侧搭接布条的长度与厚度对其性能的影响。根据最大主应力强度准则,计算得到薄弱区结构在不同拉弯比例下的强度随结构参数变化的曲线,进而对薄弱区结构进行参数化设计。根据参数化设计方法,设计了2种易碎盖进行冲破实验。结果表明,搭接长度主要影响薄弱区结构的剪切强度,而搭接厚度主要影响薄弱区结构的拉伸强度;设计结果与实验结果差距在10%左右,验证了设计方法的可行性。     

复合型外防热材料性能研究

介绍了一种用于复合材料发动机壳体飞行过程中气动加热的防护材料。该材料由多种材料复合而成,具有隔热、结构、烧蚀等功能。采用石英灯静态加热实验、电弧风洞烧蚀实验对其背壁温度及烧蚀状态进行考核验证。结果表明,防热材料密度小于1.0 g/cm3,4mm厚材料风洞实验后使表面820℃以上的基材温度降至118℃,表面烧蚀结构完整,该材料可用于复合材料壳体的外热防护。     

扩压器钎焊工艺

扩压器为焊接结构,钎焊缝多达157处,产品生产过程中容易因焊缝缺陷导致超差和报废,因此保证焊缝质量、气流通道尺寸等成为产品的工艺难点。通过确定合理的钎焊工艺参数,设计焊接工装,控制零件精度、装配质量以及后续热处理等方法,满足了产品设计要求。     

聚合物基复合材料制品的脱模工艺分析

分析了聚合物基复合材料制品脱模工艺过程中应考虑的几点要素,对脱模困难的一些复合材料制品提出了几种较有效的脱模工艺方法。     

液相先驱体制备C/C-TaC复合材料

采用液相先驱体,以3D针刺C/C多孔材料为反应基体,制备了C/C-TaC多元复合材料。采用XRD和SEM对C/C-TaC多元复合材料的相组成和显微结构进行了分析。结果表明,采用液相先驱体,以基体炭为炭源,简化了C/C-TaC制备工艺;经900℃预处理后,液相先驱体固化产物转化为纳米级别的Ta2O5,有助于TaC合成反应的进行;提高反应温度有助于减少中间产物影响,至2 000℃可得到晶化度较高的化学计量比TaC。     

轻量化环氧树脂复合灌封材料均匀性工艺研究

轻量化环氧树脂灌封材料在机械、电子、航空航天等领域有着广泛的应用,轻量化环氧树脂灌封材料中不同密度的填料在固化过程中发生分层等现象,会降低环氧树脂灌封材料的均匀性并产生应力集中,影响材料的各项性能。通过向体系中加入空心玻璃微珠作为轻量化填料,并设计了偶联处理、低温凝胶工艺、添加小粒径氮化硼等不同的均匀性提升工艺方案,研究了不同工艺条件对环氧树脂灌封材料体系的密度与均匀性的影响。结果表明：偶联处理工艺对于均匀性的影响较小,无法有效抑制体系的分层现象;低温凝胶工艺与小粒径氮化硼填料的添加能够将环氧材料体系的密度差分别降低至0.069g/cm³与0.015g/cm³,显著提升了环氧树脂灌封材料的均匀性。     

CL-20基复合含能材料的制备及性能

为了提高2,4,6,8,10,12-六硝基-2,4,6,8,10,12-六氮杂异伍兹烷(CL-20)的安全性能,以硝化棉(NC)和聚叠氮缩水甘油醚(GAP)为复合包覆剂,采用水悬浮法对CL-20进行表面包覆。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和差示扫描量热仪(DSC)对样品的形貌、晶型和热分解性能进行表征,对包覆前后样品的撞击感度和力学性能进行了测试和分析。结果表明,NC和GAP成功包覆在CL-20的表面,所得CL-20/NC/GAP样品颗粒为类球形,中值粒径约为300μm。XRD结果表明,经过细化和包覆后,CL-20晶型没有变化,依然为ε型CL-20。特性落高由包覆前的17.3 cm和29.46 cm升高到了36.74 cm,力学性能也显著提高。DSC结果表明,与未包覆CL-20相比,CL-20/NC/GAP复合粒子的分解峰温、活化能、爆炸临界温度和自加速分解温度都得到了一定程度的提高。     

基于Riks方法的复合材料贮箱稳定性分析

探讨了Riks法计算原理,分析其计算复合材料贮箱失稳的应用性,并使用Abaqus求解器中的Riks方法对某贮箱的失稳算例进行分析。结果表明,使用Riks法进行非线性失稳计算具有工程实用意义。     

碳/环氧复合材料缺陷修补工艺研究

介绍了碳/环氧复合材料产品在生产过程中常出现的缺陷问题,并结合生产实际进行产品缺陷的修补工艺研究。通过多种类型修补试片性能的测试分析,确定了最佳修补材料和修补工艺方法。并通过工艺试验,考核和验证了修补的质量效果。试验结果表明:修复的碳/环氧复合材料产品效果很好,修补的弹翼承载强度超过了设计载荷,其它各项指标也满足设计和使用要求。     

耐低温、耐油丁腈橡胶复合材料的制备

研究了丙烯腈含量、增塑剂种类、硫化体系以及增塑剂的用量对制备耐低温、耐油丁腈橡胶复合材料性能的影响.随着丙烯腈含量的增高,丁腈橡胶胶料的硫化速度加快,耐寒性下降;对比研究葵二酸二辛酯(DOS),邻苯二甲酸二辛酯(DOP)以及聚醚类增塑剂(TP-90B),发现采用DOS制备得到NBR复合材料的脆性温度要低于其他2种增塑剂,该种增塑剂制备得到的胶料耐低温性要优于其他2种增塑剂;通过研究硫黄硫化体系、过氧化物硫化体系以及复合硫化体系3种硫化体系,发现复合硫化体系制备得到复合材料的脆性温度要比其他2种硫化体系制备得到的复合材料低,采用该种硫化体系制备得到的复合材料的耐低温性也更好.另外,随着增塑剂用量的增加,复合材料的脆性温度变得越低,耐低温性越好.