光纤传感技术用于监测纤维复合材料固化过程的研究

发展智能化的在线监控技术是提高复合材料生产效率和工艺质量的有效途径,在线监控系统需要有先进的传感器。本文根据层合结构纤维复合材料的特点,提出采用光纤微弯传感器测量复合材料的固化过程,完成了不同铺层方式的复合材料固化过程的监测,并与动态介电方法的测量结果进行了比较。     

用数值模拟设计纤维复合材料在热压机上的固化操作

复合材料在固化过程中的内部过程很复杂,科学地设计操作工艺需研究过程机理。本文对复合材料固化过程的机理进行了阐述和发展并建立过程模型,模型编制了电算程序,通过数值计算模拟热压条件下复合材料的固化过程,设计出最佳操作工艺使产品的各项指标得以保证。     

基于连续编织-缠绕-拉挤成型工艺的复合材料直管固化研究

根据复合材料固化成型原理,建立采用连续编织-缠绕-拉挤成型工艺生产的复合材料直管的传热模型以及固化动力学模型,利用有限元软件ANSYS和APDL语言开发复合材料直管固化过程数值模拟程序,以三维复合材料直管为模型进行固化数值模拟仿真,从而分析不同参数对采用连续编织-缠绕-拉挤成型工艺复合材料直管固化成型过程中的温度与固化度的影响。通过对复合材料直管模型进行固化数值模拟仿真分析可以得到工艺参数(如初始温度、加温历程、拉挤速度等参数)对固化过程的影响规律。对应用连续编织-缠绕-拉挤成型工艺生产的复合材料直管进行在线温度测试,测试结果表明数值模拟与实际生产工艺贴合,对实际生产有指导意义。     

复合材料壳体固化炉集散控制系统设计及应用研究

为提升复合材料壳体固化过程成型质量及效率,针对固化成型过程的工艺数据自动采集及无纸化管控需求,提出一种固化炉集散控制系统,选用开放式控制系统作为主导监控系统,结合设备现场控制及系统远程管理两种冗余控制方式,实现了对复合材料壳体固化成型过程中各项工艺参数的集中监控,同时能够自动采集记录工艺参数等.集散控制系统的应用可对后...     

大型复合材料容器旋转固化测温装置性能实验研究

缠绕成型是连续纤维增强热固性树脂复合材料容器最常用的一种成型方法,而温度则是热固性树脂基复合材料缠绕固化成型的重要影响因素之一。在大型复合材料容器旋转固化成型过程中密闭固化炉或烘箱内的温度很高,无法利用现有的温度测量装备对其实施在线测量,进而为固化制度优化提供理论依据。该文提出一种应用于复合材料容器旋转固化状态下的无线测温装置,首先介绍其组成结构和工作原理,然后对其工作性能进行试验验证和调试,从而为优化热固性树脂基复合材料的固化工艺制度以及提高能源利用率提供一种理论工具。     

光纤光栅在先进复合材料固化成型研究中的应用

先进树脂基复合材料被广泛应用于航空航天领域。热压罐成型工艺是复合材料结构件首选成型工艺之一,但存在效率低、成本高等问题,并且在成型过程中产生的固化应变会影响制件成型质量,通过光纤光栅传感器在线监测应变/应力参数对于制定合理工艺规程、提高制件品质具有重要作用。本文详细介绍了热压罐成型中光纤光栅传感器应变和温度交叉敏感解决方案,综述了近年来基于光纤光栅传感器在线监测的复合材料固化成型研究进展。并结合国内外研究现状,对光纤光栅在线监测的应用前景及亟待解决的问题提出了几点思考。     

复合材料成型过程多参数协同在线监测系统研究

复合材料制件的成型质量同时受其工艺环境和构件内部理化反应的影响,现有固化过程的监测多为离线、离散监测方式,且监测后期数据处理工作量大,固化过程中不能直观地监测到制件内部状态的变化从而难以实现对其成型质量的在线反馈控制,监测的物理量较少,无法综合研究物理量之间的相互影响。为了实现对先进复合材料制件热压固化全过程多参数协同在线监测,提出了一种基于经典层合板理论、"热电偶+光纤布拉格光栅"和"毛细管压力传感器"组合式测量的方法,利用Lab VIEW图形编程语言、数据通信和数据库技术开发了一套多参数在线监测上位机软硬件系统,实现了温度、压力、应变和应力之间数据传输的协同与同步在线监测。将其应用到某大型飞机机翼翼盒壁板缩比件固化实验,结果表明该监测系统可实现对复合材料固化全过程多参数的实时监测,系统运行稳定、可靠,对于察明构件固化缺陷的产生机理并实现固化成型质量的在线反馈控制具有重要的现实意义。     

SAMPE1989年34届年会论文目录

1.以缩合型聚酞亚胺为菇的Avim记k预浸料的热压罐成形工艺 2.复合材料厚层压板固化过程中l匆勺爪实行为 ‘3.利用内热源固化厚儿’j叹板 4.低成本固化监控中的介电传感器 5.大型纤维增强热塑性复合材料的累积成形 6.环氧一一胺热固化树脂的流变和热固化研究 7.预浸料制造过程科学与分析 8,用广角X射线散射法测定聚醚酞亚胺基复合材料中由于溶剂诱发的结晶化。 9 .PMR一15高温过程性能的现场测量与控制10.高温聚合物和复合材料的工艺特性11.一18℃储藏对PMR一15聚酸亚胺树脂的影响12.完全酞亚胺化的PMR一15粉末型复合材料的发展13.用有…     

第35届(1990年)SAMPE会议文集目录(下)

(Apr 11,2一5,2 990)101.山化学气相沉积峋碳化硅纤维灼高温变形研究102.用于复合材料工艺控制的可任意放置的压力传感器103.电子束固化复合材料104.高性能热塑性树脂增韧的双马来酞亚胺复合材料一11工;固化监控105.聚合物材料的介电分析106.用称量分析和热流传感器刘一石墨/环氧复合材料进行固化监控107.厚叠层板的固化监控108.人工智能在复合材料;‘:查过程中的应用109.六种高温石墨复合材料的握伤容限评价110.由混编纱、织物和粉末议岌料制备热塑性复合材料111.用于制造热塑性育合材料结构低成木自动化系统的成本估算方法112.热塑性复合…     

复合材料气瓶内加热固化成型方法及数值模拟研究

采用有限元方法对由玻璃纤维增强环氧树脂复合材料和金属内衬组成的复合材料气瓶内固化成型工艺进行研究,利用ANSYS仿真软件开发了复合材料气瓶内固化过程的仿真程序,实现复合气瓶固化过程温度和固化度变化规律的数值模拟研究。结果表明,数值模拟与实际实验数据较吻合,算法准确有效;复合材料气瓶固化时的温度是由复合材料内层至外层逐渐传递的,固化时的峰值温度由内向外逐渐提高,气瓶也是逐层固化的,而且固化时间是由内向外逐渐变短。根据模拟结果分析了金属内衬材质、环境温度和复合材料厚度对温度和固化度变化规律的影响。结果表明,环境温度越高,固化时达到峰值温度的时间越早且峰值温度越低,开始固化的时间越早;复合材料越厚,达到峰值温度的时间越晚且峰值温度越高,开始固化的时间越晚;金属内衬材质对薄壁内衬的复合材料气瓶影响微小。     

边坡锚固用碳纤维增强复合材料的热固化工艺与性能研究

采用热固化方法制备了边坡锚固用碳纤维增强复合材料。研究了电加热固化、传统微波间接加热固化和优化后微波间接加热固化复合材料的力学及热学性能。结果表明，在电加热固化和微波间接加热固化过程的升温过程中没有出现放热峰，说明碳纤维增强复合材料在电加热固化作用下已经发生完全固化。相较于电加热固化工艺，微波间接加热固化在碳纤维增强复合材料完全固化前提下所消耗的能量仅为前者的24.97%，所需要的时间为前者的60%。微波间接加热固化碳纤维增强复合材料的拉伸性能、压缩性能、弯曲性能和层间剪切性能都高于电加热固化试样，层间剪切性能平均值相较于电加热固化提高了49.71%。     

先进树脂基复合材料高压微波固化工艺实验研究

先进树脂基复合材料在航空航天领域应用广泛,采用高效率、低能耗的微波固化工艺以获得令人满意的固化质量的构件,已逐渐引起学者们的关注。将高压引入树脂基复合材料的固化过程中,通过缺陷分析、显微金相、力学性能检测等手段,对先进树脂基复合材料的高压微波固化质量进行实验研究。结果表明,高压微波固化能有效实现树脂基复合材料的固化,与传统热压罐工艺相比,高压微波固化工艺可获得低孔隙、少缺陷、纤维/树脂界面结合较好的固化质量,拉伸强度提高4.82%,层间剪切强度提高10.32%。研究结果为复合材料高压微波固化技术的推广与应用提供了实验数据支撑。     

模具构件相互作用对复合材料固化应变的影响分析

复合材料热压罐固化工艺中,构件的脱模变形是影响成型质量的重要原因。通过热电偶和光纤光栅传感器相结合的方法对复合材料构件在热压罐成型工艺过程中的温度和应变进行了在线监测,研究了模具构件的相互作用导致的应变发展,并分析了树脂固化对模具构件相互作用的影响。结果表明:固化过程初期,应变主要来自构件压实和树脂的流动、凝胶,而后模具构件的相互作用会随树脂固化度的增大而增大,模具与构件之间转变为粘接状态,降温时模具构件的相互作用会使二者发生分离导致构件发生应力释放,并且应力释放会使模具构件的相互作用减弱。     

厚截面复合材料结构固化残余应力研究进展

随着复合材料在飞机机架主承力构件的广泛应用,厚截面复合材料构件固化过程残余应力的预测和控制是必须解决的关键问题之一。厚截面复合材料的残余应力形成机制远较薄板复杂,更易发生温度过热、紧密压实不完全、非同步固化,固化残余应力大等问题。并且厚板在固化过程中形成的残余应力难以释放,降低复合材料结构的承载能力和使用寿命。采用数值模拟复合材料固化过程,优化固化工艺是是降低厚截面复合材料结构生产成本的有效方法。从热传导与化学反应、紧密压实和残余应力3个方面回顾了厚截面复合材料固化过程数值模拟的研究进展,对下一步的研究方向进行了展望。     

我国树脂基复合材料成型工艺的发展方向

介绍了我国树脂基复合材料成型工艺已陈旧过时、必须更新换代的原因；RTM和辐射固化(主要有EB、UV固化)的优越性；得出的结论是，树脂基复合材料的最佳成型技术是RTM成型 EB(或UV)固化技术。     

树脂基复合材料帽型加筋构件固化过程压力在线监测研究

为研究碳纤维增强树脂基复合材料构件固化过程的压力分布规律,搭建了以毛细管压力传感器为核心的压力在线监测系统,应用该系统在线监测得到了复合材料帽型加筋构件固化过程各关键部位的压力分布。在此基础上,分析了帽型加筋构件固化过程各部位压力分布受芯膜调型孔孔占比Xs的影响,研究了不同孔占比芯模固化帽型加筋构件的成型精度和微观质量。结果表明,当芯膜调型孔孔占比为0.099时,帽形加筋构件固化过程的压力分布均匀性较好,构件成型精度和微观质量较高。     

纤维增强热固性复合材料构件的固化变形研究进展

热固性复合材料的固化是一个热性能、化学性能和力学性能同时发生变化的复杂过程,也是固化变形和残余应力产生的过程。引起复合材料变形的因素主要包括构件的结构形式、树脂含量、铺层方式、基体树脂的特性、固化工艺参数及模具因素等。其中,复合材料固化过程中树脂的热收缩、化学收缩以及模具材料与复合材料间热膨胀系数的差异是引起复合材料发生固化变形的根本原因。     

乙烯基酯树脂/热膨胀微球复合体系的固化过程研究

乙烯基酯树脂基复合材料的固化是成型过程关键步骤之一,涉及到模具结构、模压工艺的确认等。本文采用差示扫描量热法(DSC)在不同的升温速率分别研究了纯树脂以及加入热膨胀微球以后的固化行为。利用Kissinger方程和Crane方程对DSC测试数据进行分析,计算得到复合体系固化反应的表观活化能Ea、指前因子A、固化反应级数n等固化动力学参数。此外,利用外延法确认了固化温度,为固化工艺提供了依据。     

快速拉挤用环氧树脂体系TTT图构建及应用

拉挤成型复合材料由于其质量轻、强度高、生产成本低等优点被广泛应用。拉挤成型用树脂基体是影响复合材料工艺和性能的关键因素，掌握其在成型固化过程中的凝胶化和玻璃化行为对工艺制定和提高复合材料性能具有重要意义。文中制备了快速拉挤成型环氧树脂基体，采用动态差示扫描量热仪(DSC)和半经验的唯象模型研究了树脂固化度和固化时间、温度之间的关系，绘制了等固化度曲线；采用恒温DSC得到了基于DiBenedetto经验方程的玻璃化转变曲线；通过测试树脂的凝胶点，研究了凝胶时间和温度的关系。综合上述工作绘制了拉挤树脂体系的TTT(Time-Temperature-Transition)图，由TTT图确定了拉挤速度及模具温度设置。依据确定的工艺参数制备了拉挤板材，经超声扫描和DSC测试，复合材料内部无空隙，玻璃化转变温度达到了树脂完全固化水平。     

微波固化技术及其在聚合物中的应用

微波固化以加热速率快、固化物均一、热能利用率高和过程控制容易等优点,在聚合物及其复合材料加工方面逐渐得到广泛应用。综述了微波固化工艺以及固化物的理化性能等,着重介绍了微波固化技术在环氧树脂及其复合材料中的应用,指出了微波固化技术今后的研究方向。