纤维自动铺放工艺制备单向罐外固化复合材料的拉-拉疲劳性能

纤维自动铺放工艺（AFP）制备罐外固化（OOA）复合材料中难以避免出现铺放缺陷如缝隙（Gaps）,影响复合材料的力学和疲劳性能。选取罐外固化预浸料IM7/CYCOM5320-1,采用自动铺放工艺制备正常（NDS）和预置缺陷（DS）复合材料,探讨了铺放缺陷对0°单向罐外固化复合材料拉-拉疲劳性能的影响,建立了疲劳寿命和剩余强度衰减模型。结果表明,相比于NDS罐外固化复合材料,DS的静态拉伸强度降低5.90%,拉伸模量降低6.54%;NDS和DS复合材料的疲劳寿命均随疲劳载荷的增大而减少,DS的疲劳寿命一直低于NDS;随着疲劳载荷的增加,二者的疲劳寿命相差越大,铺放缺陷的影响也越来越明显;NDS和DS复合材料在拉-拉疲劳测试前期的力学强度均维持平稳状态,达到一定疲劳周数后力学强度明显下降;应力水平越高,铺放缺陷对罐外固化复合材料的剩余强度影响越明显,而不同应力比下,缺陷对剩余强度的影响一致。     

气囊硬度对固化后帽型长桁厚度的影响

为满足宽体客机机身轻质高强的要求,机身复合材料蒙皮需要长桁的支撑以提高复合材料壁板的刚度。为获得厚度均匀性良好的帽型长桁加筋壁板,对帽型长桁加筋壁板成型工艺中真空袋囊芯模的方法进行了改进,提出了一种硅橡胶囊芯模与真空袋囊芯模相结合的方法,获得了厚度均匀性良好的帽型长桁壁板,满足机身复合材料帽型长桁-蒙皮共固化成型时尺寸精度的要求。利用有限元仿真方法,研究了硅橡胶囊芯模截面尺寸、硅橡胶材料属性对长桁厚度均匀性的影响,结果发现所用硅橡胶囊芯模硬度越大,长桁尺寸均匀性越差。不同条件下所得长桁厚度对理论分析的准确性进行了验证。考虑硅橡胶硬度对长桁尺寸均匀性及工艺操作性的影响,最终选定所用硅橡胶气囊硬度为50HA,所得蒙皮-长桁实际测量的平均厚度与理论厚度偏差小于6%,细观分析发现蒙皮-长桁连接处纤维走向没有发生变形。     

双酚A型环氧树脂的阳离子光固化体系的研究

通过研究光引发剂、光敏剂和链转移剂等对双酚A型环氧树脂阳离子光固化的影响,确定了双酚A型环氧树脂光固化体系的配方组成。利用湿法手工铺叠工艺和紫外光辐照固化技术,制备了玻璃布/双酚A型环氧树脂复合材料,研究了光敏剂和链转移剂等对光固化复合材料力学性能的影响。结果表明:可利用紫外光辐射固化成型技术制备玻璃布/双酚A型环氧树脂复合材料,加入链转移剂的光敏树脂基复合材料具有良好的力学性能。     

3234中温固化环氧树脂体系的固化反应动力学研究

采用差示扫描量热法(DSC)在等温和动态条件下对3234中温固化环氧树脂体系的固化反应动力学进行了研究,建立了固化反应动力学方程;并模拟实际固化温度历程,采用测定不同固化阶段样品残余反应热的方法对固化反应动力学方程进行了验证。结果表明,3234中温固化环氧树脂体系的固化反应动力学符合自催化反应动力学模型,动态实验得到的固化反应动力学方程与验证结果符合得较好。     

RTM工艺成型复合材料树脂固化过程残余应变监测研究

提出了RTM工艺树脂固化过程残余应变布拉格光栅传感器检测新方法。通过光纤光栅波长偏移与温度和固化时间之间的关系测试,得到了树脂固化过程中残余应变的变化历程,成功实现了RTM工艺树脂固化过程中残余应变的在线监测。实验结果表明,在降温过程中,残余应变的变化与温度的变化呈线性关系,这为复合材料层合板的残余应力分析提供了实验依据。     

耐高温低发射率涂层的低温固化及抗热震研究

为了降低耐高温低发射率涂层固化温度,分别向涂层中加入固化剂和不同粒径的CeO_2填料来调节涂层固化的化学交联和物理失水过程。研究了氟硅酸钠和CeO_2粒径对涂层低温固化时的交联度及抗热震性能的影响。采用透射电镜对硅酸盐粘合剂三维网络状结构进行表征,用扫描电子显微镜观察涂层表面孔隙分布,并用IR-2型发射率测量仪测量涂层的发射率。研究表明,通过本文方法可实现涂层在35℃低温固化并保持良好的抗热震性能,抗热震可达40次,且仍满足低发射率要求,最低发射率为0.376。     

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.     

树脂基复合材料固化过程的数值模拟方法进展

建立描述固化过程的计算机数值模型,以模拟计算各种工艺条件下材料内各参数的变化历程,分析固化变形和残余应力的产生机理与影响因素,为结构设计和优化制造工艺提供重要依据,从而改变以往复合材料设计和制造的观念,提高设计和制造的准确度和效率,对我国的复合材料自动化、整体化、设计制造一体化和低成本化具有重要意义。     

610 阻燃环氧树脂及复合材料性能研究

采用热熔法预浸工艺制备出一种玻璃纤维增强环氧树脂预浸料。通过DSC、动态黏度及TG对树脂的反应性和储存性及阻燃机理进行分析;同时采用热压罐成型工艺制备复合材料并对力学性能和阻燃性能进行评价。结果表明:树脂的起始反应温度为129℃,室温下储存期大于30 d,预浸料具有较好的铺覆性,复合材料具有良好的力学性能及优异的阻燃性能。     

Masterbox:世界最大实验室用热压罐的固化工艺优化

为使复合材料构件制造更经济、更环保,德国航空航天中心(DLR)正专注于研究可灵活控制热压罐工艺的"Masterbox",这种全新的理念源于"热压罐工艺在线质量监控(Online Quality Assurance in Autoclave Process)"计划,主要建立在大量数据采集系统和数值模拟计算机模型的基础上.为了更好地了解与质量密切相关的参数和各参数之间的相关性,正在开发高质量"鲁棒(自适应)"控制的热压罐工艺.与之相关的参数主要通过传感器测试和树脂模拟计算得到,树脂模拟可预测多种状态以达到可控的效果.总之,与现在当前技术相比,此方法可减少生产周期和降低成本.