5428/T700体系成型“T”型长桁工艺研究

针对飞行器复合材料常用蒙皮和长桁结构,利用5428/T700体系采用胶接共固化工艺整体成型了"T"型长桁。通过长桁外形、厚度及内部质量的检测,分析了工艺过程中模具选型、预吸胶工艺、结构预成型和固化组装对零件质量的影响。结果表明,模具组合方案、单向材料填充量通过与长桁结构中R角的关联影响热压罐压力传递,升温至130℃和加压0.3MPa作为5428/T700预吸胶参数能保证预浸料排胶,采用中温固化硅橡胶作为边缘封挡材料能够减少分层缺陷,5428/T700体系可用于复杂复合材料结构成型。     

含裂纹金属板复合材料胶接修补结构残余热应力分析

残余热应力会增大裂纹尖端的应力强度因子SIF,加快疲劳裂纹扩展速率,缩短修补结构的疲劳寿命。利用三维有限元方法,对含裂纹金属板复合材料胶接修补结构中的残余热应力进行了分析,利用虚拟裂纹闭合技术(VCCT)计算了修复结构裂纹尖端的SIF。并以SIF为判据,讨论了补片铺层方向、固化温度、胶层的材料参数对修复结构残余热应力的影响。结果表明,[0°/45°/-45°/90°]s的铺层方式可有效降低残余热应力引起的SIF;残余热应力引起的SIF随着固化温度的升高而线性增加;胶层的材料参数及胶层厚度对残余热应力引起的SIF影响不显著。     

太阳能电池与层合板胶接拉伸性能的数值模拟

对用于太阳能飞机蒙皮的柔性薄膜太阳能电池与碳纤维复合材料层合板胶接结构,进行了静力拉伸性能的数值模拟。分别用内聚力模型和弹塑型材料模型描述了粘接层与太阳能电池的力学行为;用实现层合UMAT板的渐进失效,研究了粘接材料性能对太阳能电池损伤的影响。结果表明,界面开胶和电池组件塑型损伤先于整体结构破坏,粘接材料性能对太阳能电池损伤有显著影响。     

高硅氧-碳纤维增强酚醛树脂复合模压制品工艺研究

本文开发了以碳纤维酚醛树脂层为耐烧蚀层,高硅氧纤维酚醛树脂层为绝热层的模压制品。该制品为内外复合模压结构,对其模具设计、成型工艺进行了研究,确定了装料温度、加压温度、升温速率、固化温度,并对该复合制品的性能进行了测试对比。结果表明：使用该方法的制品比通过胶粘剂粘接为一体的制品界面剪切强度高。     

补片尺寸对胶层应力分布的影响

粘接修理结构中,胶层起着传递载荷的作用。其应力状态对于粘接修理结构有着重要的影响。为此,本文用有限元法分析了复合材料粘接修理结构中胶层应力分布随补片尺寸的变化。研究表明,增加补片长度和厚度可以提供补片分担载荷的作用,但是,对胶层的性能要求提高。胶层中大部分区域的应力较低,大部分载荷靠较小面积的胶层传递。修理试样的破坏形式的变化反映了胶层应力分布的变化。     

表面处理对铝合金粘接修理性能的影响

GFRP粘接修复损伤铝板,粘接前对损伤铝合金表面采用不同浓度的硅烷偶联剂KH550、KH560进行处理,以未经偶联剂处理的铝板为对照组,通过拉伸试验与湿热试验研究偶联剂处理对修复效果的影响。试验结果表明:两种偶联剂KH550、KH560处理铝合金效果相当,铝板表面经1%~2%浓度的偶联剂溶液处理不仅有较高的初始强度,而且耐湿热性能也得到提高;湿热处理使不同表面处理的修理试样力学性能发生明显下降,同时,湿热环境对铝板-胶层之间粘接界面的渗透破坏要强于其对胶层-GFRP之间的界面破坏,铝板-胶层界面粘接强度的下降是引起试样性能下降的主要原因。     

聚氨酯留置针连接管粘接性能研究

选用固化胶3312A、固化胶GB101N、固化胶3311和固化胶1-CN007四种固化胶对留置针连接管和PC接头进行粘接验证,每种固化胶均采用先涂胶和后涂胶两种方式进行样品粘接,测试样品断裂力并计算平均值,结果表明后涂胶方式粘接效果比先涂胶方式粘接效果好。4种固化胶采取后涂胶方式进行粘接效果对比,结果表明GB101N断裂力平均值最大,粘接效果最强。固化胶GB101N粘接后的样品经高温、高湿处理,测试断裂力并计算平均值,结果表明高温、高湿对粘接性能有影响,断裂力下降。     

工艺参数对玻璃钢传动轴粘接性能的影响

研究了粘接工艺过程中基材表面粗糙度、粘接温度、粘接湿度、胶层厚度、固化温度等因素对玻璃钢传动轴粘接部件粘接性能的影响,通过试验得到玻璃钢基材与金属部件粘接的最佳工艺参数。     

层合板在固化全过程中瞬态温度场及固化度的有限元分析

本文根据固化动力学理论和热传导理论，采用有限元与有限差分相结合的方法，对复合材料层合板在固化工艺过程中板内温度和固化度的分布及其变化规律进行数值模拟；在分析过程中考虑了温度和固化度的耦合作用，并采用Ｅｕｌｅｒ－Ｃａｕｃｈ逐步迭代的方法进行解耦求解；通过算例，分析和讨论了层合板的温度边界条件，板厚度以及升温速率对层合板内温度和固化度分布的影响。     

改善单组分热固化胶粘剂流淌性的研究

单组分热固化胶粘剂在固化升温过程中因黏度下降而易出现流淌现象,造成胶接区域缺胶,从而增加了施工难度、降低了粘接可靠性。高分子尼龙织物的网孔易于存胶,可有效改善胶粘剂的流淌性;采用尼龙织物和金属丝网控制铝合金胶接件中的胶层厚度,并对上述胶接件在不同温度时的拉伸剪切强度进行了对比试验。研究结果表明:对同种单组分热固化胶粘剂而言,含尼龙织物胶接件的胶接强度并未下降,并且解决了胶粘剂在固化升温过程中因黏度降低而易流淌的问题,而且尼龙织物可较方便地控制胶层厚度。