VARI工艺成型纤维增强树脂复合材料层合板厚度和纤维体积分数的影响因素

分析了影响真空辅助成型技术（VARI）工艺成型复合材料的纤维体积分数和厚度均匀性的关键因素,即VARI成型工艺的树脂流动控制形式、纤维预制体状态、织物状态、树脂黏度,通过试验分析了各因素对VARI成型复合材料厚度和纤维体积分数的影响。试验结果表明,采用HFVI（high fiber-volume vacuum infusion）工艺、BA9914树脂及真空处理后的U3160单向机织物成型的纤维增强树脂复合材料层合板,其纤维体积分数和厚度均匀性能够接近预浸料/热压罐成型的复合材料制件的水平。     

真空辅助树脂灌注工艺成型泡沫夹芯结构工艺设计与控制

采用无屈曲织物(NCF)、 CYCOM^® 890 RTM树脂体系和聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫以及真空辅助树脂灌注成型工艺(VARI)成型泡沫夹芯复合材料平板, 结合力学性能测试和微观结构分析等手段研究了成型过程中抽胶对夹芯板界面质量以及纤维体积分数的影响, 分析产生的缺陷类型及原因, 优化了工艺参数。结果表明: 抽胶有利于提高泡沫夹芯板的纤维体积分数和力学性能, 在100～120 ℃温度范围内进行30 min的抽胶, 工艺稳定, 层间剪切强度和弯曲强度显著提高。     

真空辅助树脂灌注工艺成型泡沫夹芯结构工艺设计与控制

采用无屈曲织物(NCF)、CYCOM(R) 890 RTM树脂体系和聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫以及真空辅助树脂灌注成型工艺(VARI)成型泡沫夹芯复合材料平板,结合力学性能测试和微观结构分析等手段研究了成型过程中抽胶对夹芯板界面质量以及纤维体积分数的影响,分析产生的缺陷类型及原因,优化了工艺参数.结果表明:抽胶有利于提高泡沫夹芯板的纤维体积分数和力学性能,在100～120℃温度范围内进行30 min的抽胶,工艺稳定,层间剪切强度和弯曲强度显著提高.     

复合材料褶皱夹芯结构的制备及压缩性能研究

目的 探究复合材料褶皱芯子的一次性成型工艺,并研究浸胶量对褶皱夹芯结构压缩性能的影响。方法 以V型褶皱夹芯结构为研究对象,首先采用真空吸附成型工艺制备V型复合材料褶皱芯子,然后通过黏接工艺将碳纤维复合材料层合板与褶皱芯子进行复合,得到复合材料褶皱夹芯结构,最后通过实验测试,研究该结构在压缩载荷作用下的力学性能和失效模式,以及不同浸胶量对其压缩性能的影响。结果 采用真空吸附成型工艺能够一次性制备出褶皱芯子,其成型精度有待提高;由压缩实验可知,褶皱夹芯结构先从壁面开始失效,后逐步扩散至棱线处,最终导致芯子的整体失效;由压缩实验测试结果可知,浸胶量(质量分数)为11%、17%、22%的褶皱夹芯结构的破坏载荷分别为362.853、420.521、471.389 N。结论 采用真空吸附成型工艺可一次性成型出褶皱芯子,其制备效率较高,但存在成型尺寸精度不高问题,后续需要进一步改进;在一定范围内,复合材料褶皱夹芯结构的压缩破坏载荷与芯子的浸胶量近似成正比例线性关系。     

夹芯结构复合材料构件VARI工艺仿真计算与成型实验

对于大尺寸夹芯结构或复杂形状夹芯结构复合材料的VARI工艺成型过程的模拟仿真计算,如果采用传统的建模方法,则建模困难,模拟仿真计算量大,效率不高。针对此问题,本文提出了一种简单方便的等效建模法。以矩形泡沫夹芯结构复合材料构件的铺层设计为基础,采用等效建模法建立了实体CAD模型和有限元网格模型,并利用PAM-RTM模拟软件对夹芯结构复合材料构件的VARI工艺成型过程进行了模拟仿真计算,结合工艺成型实验进行了实验验证,并对制品的密度、树脂含量和力学性能等进行了测试与表征。结果表明:由等效建模法仿真计算所得理论充模时间与实测充模时间基本一致,且仿真计算所得树脂流动前锋位置曲线与工艺成型实验测试值也比较吻合;VARI工艺成型对夹芯结构复合材料制品性能的分布均匀性有一定影响。     

典型曲面构件的VARI工艺模拟分析及实验验证

对典型曲面构件进行了真空辅助成型工艺(VARI)工艺模拟分析,确定了最佳的注射方式及注胶口、出胶口位置,得出了VARI工艺流道设计的几个主要准则,并运用模拟结果开展了可视化实验研究,得到了无缺陷的构件制品。对预成型体铺放过程中剪切变形引起的局部渗透率变化及其对工艺过程的影响进行了研究,研究表明,通过PAM-RTM软件可以计算剪切引起的局部渗透率变化,考虑局部渗透率变化的模拟结果和实验结果较为一致。     

热压罐零吸胶工艺树脂压力在线测试及其变化规律

针对碳纤维缎纹布/环氧914预浸料热压罐零吸胶工艺,采用热压成型过程树脂压力在线测试系统监测树脂压力的大小与分布,分析了真空、外加气压对树脂压力的作用规律,通过显微观察研究了真空及外加气压对孔隙缺陷的影响。实验结果表明,所采用的在线测试系统可以定量分析真空在铺层内的作用程度和树脂压力的变化;零吸胶工艺树脂承担了大部分外压且沿层板厚度及面内方向分布均匀;真空通过铺层内的气路通道排出夹杂空气,其作用程度受到树脂黏流状态和铺层密实程度的影响;不同压力条件下复合材料层板孔隙状况与树脂压力的测试结果相吻合。     

三维碳/碳复合材料板件拉伸强度预报

针对三维碳/碳复合材料板件开孔敏感性问题进行了试验与有限元分析。建立了三维碳/碳复合材料代表体积单元(RVE)和完好板件、开孔板件的有限元模型,给出了宏观应力到细观应力的转换方法,并基于此方法,实现了完好板件、开孔板件拉伸破坏过程的数值模拟。进行了三维碳/碳复合材料完好板件和开孔板件的单向拉伸试验,模拟计算结果与试验结果吻合良好。分析了不同宽径比(WTDR)对开孔板件拉伸强度的影响,其中当宽径比达到6时,开孔板拉伸极限强度相比完好板下降11.5%,可以认为如果宽径比不低于6,开孔对板件拉伸极限强度影响较小。该结论可以为碳/碳复合材料开孔板件设计提供指导。     

RTM成型工艺对复合材料制品性能的影响

RTM(树脂传递模塑的简称)成型工艺是一种将树脂注入闭合模具中浸润增强材料的复合材料成型工艺。工艺参数对复合材料制品性能有很大的影响。本文对注射压力、注射温度、真空辅助、注胶口和排气口的位置、纤维含量和结构等工艺参数对复合材料制品性能的影响进行了概述。     

三维中空复合材料力学性能研究

三维中空复合材料是一种新型的结构、功能材料,具有优异的力学性能与可设计性.研究了三维中空复合材料的复合成型工艺,重点介绍了真空辅助成型工艺.制作了满足测试要求的测试件,对材料的经、纬向的拉伸、平压、双层剪切和四点弯曲等性能进行了测试研究,获得了该种材料的主要力学性能参数,并与类似的蜂窝等夹层材料进行了性能对比.     

进排气开启角对气动发动机的影响及其优化设计

 为解决气动发动机在高转速下动力性和经济性恶化的问题,对进排气阀开启角进行优化．基于热力学理论建立了气动发动机缸内过程模型,通过计算分别得到进排气阀开启角对气动发动机动力性和经济性的影响.计算结果表明,在排气阀开启角不变的情况下,适当的进气提前有利于动力性和经济性的提高,在进气阀开启角不变的情况下,适当的排气提前有利于动力性和经济性的提高,并利用试验验证了模型的正确性．最后以功率和气耗率为优化目标,利用已建立的模型,采用降维法优化计算．优化结果表明,不同的转速下,最优的进排气提前角不同．在高转速下,动力性和经济性提高显著．当转速大于2 000 r/min,功率提高20%以上,气耗率下降25%以上．     

低温加注阀关闭状态确认试验研究

为验证采用传感器监测加注阀入口容腔压力对加注阀关闭状态判断的可行性,建立了低温加注阀关闭状态确认试验系统。研究加注阀无泄漏和加注阀预制泄漏通道两种状态下通过孔板模拟加注连接器顶杆中心小孔排放后加注阀入口容腔压力变化及连接器脱落前后加注阀泄漏量的变化,开展了加注阀关闭状态确认方法原理性试验和数值仿真研究。研究结果表明:加注阀无泄漏和存在泄漏时从压力传感器能明显监测到压力变化,且连接器脱落前后泄漏量变化较大,数值仿真结果与试验结果吻合较好。     

两起分子筛纯化系统阀门泄漏故障的分析与处理

介绍了两起分别由分子筛吸附器正流空气进口阀和再生气体出口阀泄漏引起的10000m~3/h空分设备分子筛纯化系统故障,阐述了具体的故障处理经过。     

Failure analysis on weld joints between the elbow and straight pipes of a vacuum evaporator outlet

This study presents an analysis on a weld joint leakage accident between elbow and straight pipes that connect the inlet of a catalyst plant vacuum pump and the outlet of a vacuum evaporator tank. Moreover, the causes and mechanisms of material degradation are investigated by analyzing the chemical compositions and observing the microstructures with the use of a metallographic microscope and a scanning electron microscope. Energy dispersive spectroscopy was used on the test materials and corrosion products to examine the changes in the elements during material degradation. The results show that stress corrosion cracking caused the cracks and the leakage on the joints. The fracture morphologies were dominated by river cleavage and fan-shaped cleavage patterns. The existence of Cl⁻ and residual stress from the installation of the elbow pipe and the heat effect of the welding process contributed to the stress corrosion cracking.     

玻璃纤维/环氧乙烯基酯树脂复合材料的层间增韧及其低温下低速冲击性能

采用真空辅助成型工艺(VARI)制备了四种无纺布(聚酰胺(PA)、聚氨酯弹性体橡胶(TPU)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、共聚酯(PEs))层间改性的玻璃纤维/环氧乙烯基酯树脂(GF/EVER)复合材料层合板。在温度为20℃下进行落锤冲击实验,对比分析了不同层间改性的GF/EVER复合材料层合板的低速冲击响应特性和抗冲击性能;利用超声C扫描和SEM分析了其冲击损伤机制。通过对复合材料层合板的冲击损伤面积、凹坑深度、最大接触力、冲击后剩余压缩强度(CAI)值的对比分析可知,经TPU和PEs无纺布层间改性的GF/EVER复合材料抗冲击性能较佳。不同的无纺布和基体树脂生成的界面相与纤维的结合程度不尽相同。层间改性的GF/EVER复合材料的冲击损伤机制为冲击正面表层基体树脂的开裂,其内部的分层和冲击背面的分层劈裂或纤维断裂;同时,进一步研究了经TPU和PEs改性的GF/EVER复合材料在低温下(?100℃和?45℃)的低速冲击性能,结果表明,随着温度的降低,GF/EVER复合材料的冲击损伤面积随之增大,CAI值随之减小,这可能是GF/EVER复合材料在低温下层间残余热应力和基体树脂脆化效应综合作用的结果。      

等离子焊箱真空控制系统研制

在钛及钛合金熔炼生产中,真空等离子焊接是电极制备的重要工序,而真空等离子焊接的真空度对铸锭的质量影响很大。针对真空等离子焊箱真空控制系统的工艺和控制要求,研制基于工控机+PLC(S7-300)+INFICON PCG410-S真空计的集散控制系统,实现了对真空泵组、电磁阀、真空压力和枪抽空进行实时监测与控制优化。生产实际应用表明,该系统在提高抽真空效率,降低漏率,确保高质量钛及钛合金电极生产方面效果显著,具有一定的应用前景。     

格构增强夹芯复合材料的力学性能

为了解决传统夹芯结构z向刚度和强度较低的缺点,以近年来出现的z向增强技术之一格构增强技术为研究对象试制了几种不同结构参数的格构增强夹芯复合材料板,取得了良好的增强效果。同时研究了格构增强结构的压缩和弯曲性能,揭示了格构增强结构不同于传统夹芯结构的破坏模式。     

基于统计数据的分体式空调系统泄漏点及成因分析

环保类工质应用于空调系统已成为当前研究热点,但其可燃性不容忽视,一旦发生泄漏则存在巨大安全隐患。本文基于某高市场占有率的空调厂家的统计数据,利用故障树分析法建立了分体式空调系统泄漏模型,并对其泄漏成因及泄漏位置进行定性定量分析。结果表明：分体式空调室外侧发生泄漏的概率约为2.72×10-3,高于室内侧泄漏的概率（2.74×10-4）,其中各部位发生泄漏的可能性由高到低依次为：室外侧管路连接喇叭口>冷凝器>四通阀>二通阀（室外侧）,蒸发器配管>蒸发器弯头>蒸发器进出口连接管（室内侧）;系统泄漏成因发生概率由高到低依次为：工艺缺陷>钎焊不当>操作不当>疲劳裂纹。分析结果可为深入研究分体式空调易漏点的选取提供数据支撑,为分体式空调泄漏防护提供一定的指导。