成型压力对自粘性预浸料复合材料性能的影响

本文通过试验比较了ACG公司以MTM-28为树脂基体的几种预浸料经热压罐固化成型与烘箱真空固化成型层压板或蜂窝夹层结构面板试样的力学性能,验证了该类预浸料适用于两种固化工艺条件的规范是适当的.     

非热压罐预浸料制备及成型工艺研究

采用单面胶膜浸渍的方法制备非热压罐(Out of Autoclave,以下简称"OoA")预浸料。采用三种方法测定预浸料的浸渍度,通过预浸料的细观形貌、层压板孔隙率及力学性能,系统地分析了浸渍度对碳纤维增强复合材料(CFRP)质量的影响,22%的浸渍度时性能最优。与OoA预浸料相匹配的固化工艺至关重要,通过无损检测、孔隙率、微观结构及力学性能对比分析,120℃/2 h作为第一阶段的固化工艺最适合,同时层压板热性能、力学性能与热压罐相媲美。     

一种自粘性预浸料用高温固化环氧树脂研究

对自粘性预浸料用高温固化环氧树脂的流变性、凝胶时间、差示扫描量热法(DSC)等进行分析,确定了树脂的固化工艺。采用热熔胶膜法制备玻璃布预浸料;用模压法制备层合板,采用真空袋法制备夹层板;对预浸料和复合材料进行物理性能和力学性能进行测试。结果表明,预浸料物理性能、复合材料层压板物理和力学性能满足要求,夹层板的粘接强度高,满足应用指标要求,制备夹层结构时预浸料可以直接粘接蜂窝芯材。同时探讨了预浸料树脂质量分数对夹层板滚筒剥离强度的影响。结果表明,随着玻璃布预浸料树脂质量分数的提高滚筒剥离强度呈上升趋势。     

一种无色透明环氧树脂复合材料的制备及其性能研究

本文选择适合无色透明环氧树脂/酸酐树脂的促进剂,对无色透明环氧树脂体系的流变性、凝胶时间、热性能等进行分析,确定了树脂的固化工艺。采用热熔胶膜法制备玻璃布预浸料,用模压法制备层合板,对预浸料和复合材料的物理性能、力学性能、耐热性和透光率进行测试,结果表明,无色透明环氧树脂预浸料在135℃/2h完全固化,复合材料层压板力学性能耐热性和透光率较好。     

促进剂对中温固化EP及其预浸料室温贮存稳定性的影响

通过差热扫描量热、傅里叶变换红外光谱、黏度、凝胶时间、树脂流动度和力学性能测试等方法研究了苯基–二甲脲(Urea-2)和1,1-二甲基-3-苯基脲(PDU)两种商品化促进剂对采用双氰胺作为固化剂的环氧树脂(EP)固化体系及其预浸料在室温环境贮存过程中的稳定性的影响。结果表明,采用Urea-2作促进剂的EP固化体系室温反应活性较高,随贮存期的延长明显发生固化反应,其预浸料在室温下贮存10 d后的物理性能不稳定,由其所制备的层压板力学性能出现了较大幅度的下降,不能满足标准BMS 8–79的使用要求。采用PDU作促进剂的EP固化体系在室温下贮存30 d后其各项性能均无明显变化,相应的预浸料在室温贮存10 d后物理性能较为稳定、工艺使用性能保持较好,由其制备的层压板力学性能仅略有下降,完全满足BMS 8–79的使用要求,表明促进剂PDU的潜伏性好,更适合用于所研究的中温固化EP体系。     

混杂纤维复合材料性能研究

对碳纤维织物、玻璃纤维织物和芳纶织物的性能进行测试,采用热熔法分别制备了一种增韧中温固化环氧碳纤维织物预浸料、玻璃纤维织物预浸料和芳纶织物预浸料。预浸料以单种预浸料铺层和不同纤维织物预浸料混合铺层方式铺贴组合,通过模压法成型复合材料层合板,进行性能测试并对比。结果表明,增韧中温固化环氧树脂的不同纤维织物预浸料混合铺层成型的层压板力学性能可以根据铺层设计优化,并不损失不同纤维铺层之间的界面性能。     

四烯丙基二苯甲烷二胺／双马来酰亚胺共聚树脂玻璃布层压板的研制

本文以Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－四烯丙基二苯甲烷二胺和二苯甲烷双与来酰亚胺为主要原料合成了一类新型的耐高温双马来酰亚胺共聚树脂，并以此树脂为基体制得了玻璃布预浸料及层压板，考察了共聚树脂及玻璃布预浸料的贮存稳定性和层压板的性能，实验结果表明，共聚树脂及预浸料贮存期长，工艺性良好，层压板制备工艺幅度宽，电性能和高温力学性能优异，可作为耐高温绝缘材料和结构材料使用。     

适用于OOA成型环氧树脂体系研究

为满足复合材料低成本制造需求，研发出了一款适用于非热压罐(out of autoclave, OOA)成型工艺的环氧树脂LCE201。采用热熔法制作预浸料，将预浸料分别用热压罐和OOA成型工艺制作层压板。比较了两种成型工艺制作层压板的物理和力学性能，结果表明，两者性能相当。使用该预浸料采用OOA成型工艺制作某无人机U型后墙制件，制件厚度及无损结果满足指标要求。     

非热压罐成型预浸料在无人机机体结构上的应用研究

分别比较了以MTM-28和EM103为树脂基体的几种预浸料经0.2 MPa下热压罐和真空辅助固化后样件的常温力学性能。研究结果表明:两类预浸料在无人机机体结构上采用非热压罐成型工艺是可行的。     

一种玻纤/环氧-Nomex蜂窝夹层复合材料制备工艺与性能研究

以玻纤增强环氧预浸料、阻燃环氧结构胶膜和高密度Nomex蜂窝芯通过共固化工艺制备了夹层结构复合材料板,并对其进行了相关性能研究。通过分析预浸料蒙皮和胶膜中环氧树脂基体流变特性,以及研究共固化过程中的固化压力和升温制度对所制备夹层板力学性能的影响关系,制定出了适宜的复合材料成型工艺制度。结合上述研究成果,进一步对采用不同面重胶膜和铺层结构制备出的夹层板进行了性能测试,考核结果表明:胶膜用量的增加可以明显提高Nomex蜂窝夹层板的滚筒剥离强度和长梁弯曲性能,而对平面压缩性能影响较小,但会明显降低复合材料的整体阻燃和烟毒性能;此外,对称铺层结构的材料整体结构稳定性明显优于非对称铺层结构。     

修复方式对蜂窝夹芯结构弯曲性能的影响

针对夹芯结构经常出现的三种损伤方式:单面板损伤、单面板和蜂窝损伤以及穿透性损伤,利用真空袋压工艺,采用高强玻璃布补片和Nomex蜂窝芯作为修补材料,通过复合材料胶接与挖补修复工艺对损伤结构进行修复,主要探讨了修复前后不同损伤孔径对其弯曲性能的影响。结果表明,三种损伤方式对蜂窝夹芯结构的最大载荷和弯曲刚度都有很大影响;三种损伤方式的夹芯结构的最大载荷和弯曲刚度都随着损伤孔径的增大而降低;用复合材料胶接与挖补工艺对三种损伤方式的夹芯结构进行修复,能大大提高受损结构的弯曲性能;修复后的最大弯曲载荷达到完好夹芯结构的80%以上,修复后的弯曲刚度达到完好夹芯结构的85%以上。     

玻璃钢蜂窝夹层结构板热导率研究

玻璃钢蜂窝夹层结构板除高比强度、比刚度的优点外,还具有低热导率的特点,是一种隔热保温材料,在航天、航空、建筑方面得到广泛应用。本文对蜂窝夹层结构板的热导率进行了理论上的研究,分别对传导、对流、辐射进行分析,最后得到可供设计使用的热导率计算公式及曲线。计算结果与试验值很符合。     

Nomex蜂窝夹层复合材料的成型工艺研究

针对Nomex蜂窝填充双马树脂基复合材料夹层结构在固化成型过程中易出现的蜂窝芯边缘塌陷问题进行研究。通过采用不同的成型工艺方法,以及对共固化工艺参数进行调整,研制出相应的双马来酰亚胺树脂基碳纤维/蜂窝夹层结构层板,并且对夹层结构的力学性能、内部质量以及平面拉伸性能进行测试。在此基础上分析了成型压力参数对夹层结构质量的影响。相关工艺试验表明蜂窝芯塌陷的原因主要是固化过程中蜂窝芯边缘的滑移引起的蜂窝局部失稳,通过采取分步成型、蜂窝先胶接后修型的方法能够有效地解决Nomex蜂窝夹层结构填充双马树脂基复合材料结构成型过程中的蜂窝芯塌陷问题。     

玻璃钢蜂窝夹层结构支撑点的设计

本文研究了某地面雷达天线罩采用的含有预埋件的玻璃钢蜂窝夹层结构支撑点的强度，把含有三种不同形式支撑点的蜂窝夹层结构试件的强度进行了对比，讨论了支撑点的形式对结构强度的影响。     

蜂窝夹层结构面板胶粘剂的研究

介绍了蜂窝夹层结构用面板胶SY -2 4B胶膜的力学性及工艺性能 ,并将其与双组分糊状胶SY -2 1作对比。实验结果表明 ,SY -2 4B胶膜具有更高的综合性能与耐疲劳性能 ,制成的蜂窝夹层结构具有更高的可靠性     

透波材料的优化设计

本文通过常规树脂基体、玻纤织物增强材料和蜂窝芯材等主要原材料之间的优化复合设计,开展单板、三夹层结构和五夹层结构各形式复合材料之间的制作、电性测试与分析,优化设计出了一种新型兼顾电性、力学性能的功能型五夹层复合结构透波材料,满足了高性能舰载雷达宽频带、高透波等电性指标要求,同时还满足了其高比强、刚度的力学指标要求,解决了传统型设计和材料通常无法满足其电性能、强刚度、低成本制作的矛盾。     

格栅增强夹芯板弯曲刚度影响因素及规律研究

基于有限元仿真和实验,对格栅增强夹芯板弯曲刚度的影响因素及规律开展了研究。首先,针对格栅结构对夹芯板抗弯特性的影响进行仿真分析,认为格栅结构能够较为显著地提高夹芯板的抗弯刚度;其次,针对格栅增强夹芯板的蒙皮纤维铺层角度、格栅密度等几个重要参数对其弯曲刚度的影响进行仿真计算并对其规律进行分析;最后,通过实验验证了仿真的准确性。分析结果表明,夹芯板蒙皮纤维±45°铺设时夹芯板具有最优的抗弯刚度,且在格栅总体积即含筋量一定的情况下,一定范围内降低单层格栅的厚度以增加格栅的密度会大幅度提高夹芯板的抗弯刚度。     

High-velocity impact loading in honeycomb sandwich panels reinforced with polymer foam: a numerical approach study

The employment of lightweight structures is one of the most important goals in various industries. The lightweight sandwich panel is an excellent energy absorber and also a perfect way for decreasing the risk of impact. In this paper, a numerical study of high-velocity impact on honeycomb sandwich panels reinforced with polymer foam was performed. The results of numerical simulation are compared with the experimental findings. The numerical modeling of high-velocity penetration process was carried out using nonlinear explicit finite-element code, LS-DYNA. The aluminum honeycomb structure, unfilled honeycomb sandwich panel, and the sandwich panels filled with three types of polyurethane foam (foam 1: 56.94, foam 2: 108.65, and foam 3: 137.13 kg/m³) were investigated to demonstrate damage modes, ballistic limit velocity, absorbed energy, and specific energy absorption (SEA) capacity. The numerical ballistic limit velocity of sandwich panels, filled with three types of foam, was more than that of a bare honeycomb core and unfilled sandwich panel. In addition, the numerical results showed that the sandwich panel filled with the highest density foam could increase the strength of sandwich panel and the numerical specific energy absorption of this structure was 23% more than that of unfilled. Finally, the numerical results were in good agreement with experimental findings.

     

固化压力对夹层结构力学性能的影响

通过测试不同固化压力下的Nomex蜂窝夹层结构的力学性能，讨论了固化压力对蜂窝夹层结构性能的影响。结果表明，在固化压力0．2－0．5MPa下，夹层结构的平拉强度、平压强度、剪切强度无明显变化，而侧压强度与弯曲刚度则随压力的增大而发生明显的变化。     

关于蜂窝夹层结构雷达罩稳定性问题研究

本文讨论球壳雷达罩的稳定性,特别指出强台风下的球壳局部稳定性的重要性。文中提出了蜂窝夹层结构一些特有的稳定性估算公式,可供产品设计时使用。