连续制造玻璃钢夹层结构的方法

在许多技术领域里,除了有强度要求之外,还要求有较优小重量和较高热绝缘性能,广泛采用轻质塑料夹层结构。夹层结构最重要的性能,是它的外蒙皮板及夹芯层(泡沫层,蜂窝层)能有效地共同工作。为此目的,对于不同的结构,可采用胶接、放置加劲肋、铆接以及其他     

Nomex蜂窝夹层结构共固化技术及静态压缩力学性能研究

利用玻璃钢蒙皮和芳纶纸蜂窝,采用整体共固化的方式,对芳纶纸蜂窝夹层结构的一体化成型技术进行了研究,验证了蒙皮-蜂窝芯子-蒙皮(三明治结构)结构一体化成型的工艺可行性,并制备蜂窝夹层结构。通过比较夹层结构的粘接效果和面外静态稳定压缩测试,结合压缩应力-应变曲线,采用理论分析方法建立了夹层结构屈服强度本构方程。工艺试验和测试结果表明,采用玻璃钢蒙皮和芳纶纸蜂窝所制备的蜂窝夹层复合材料,蒙皮与蜂窝夹芯间胶接质量良好,弹性阶段面外静态稳定压缩强度达到5MPa,具备优异的层间和抗压性能,为其在相关领域的应用提供了一定理论基础。     

全透波Nomex蜂窝夹层结构的研制及性能研究

研制了蒙皮/Nomex蜂窝/蒙皮的三明治夹层结构。对胶接后固化和整体共固化成型两种成型方式开展了研究，并分别测试了两种方案制备的夹层结构的面外静态压缩性能、侧压性能、对应蒙皮的力学性能（包含拉伸性能、压缩性能、弯曲性能和层间剪切性能），试验测试结果满足设计指标要求，在此基础上进一步开展了夹层结构平板样件的透波试验，试验结果表明，不同厚度夹层样件在2.2～3.0 GHz的频率范围内的透波率均高于95%，满足设计指标要求。     

固化压力对PMI泡沫/高温固化环氧碳纤维夹层复合材料胶接性能影响的研究

针对PMI泡沫/环氧碳纤维夹层结构复合材料的热压罐胶接成型工艺,系统研究了不同密度的PMI泡沫在0.2 MPa与0.3 MPa下的热稳定性能、蠕变性能。同时分别考察了不同厚度、不同处理条件的PMI泡沫在热压罐中的压缩变形情况,总结了压力对泡沫的尺寸稳定性的影响规律。通过研究PMI泡沫/环氧碳纤维夹层结构复合材料的力学性能,比较了不同固化压力下PMI泡沫与碳纤维面板胶接质量。结果表明,密度大的泡沫的抗蠕变性能好。泡沫的高温蠕变性能受压力影响敏感,随着压力增大,变形量迅速增大。经130℃热处理2 h后PMI泡沫的抗蠕变性有所提高。采用0.2 MPa与0.3 MPa胶接的PMI泡沫/高温固化环氧碳纤维阶层结构的抗滚筒剥离强度差别较大。抗剪切强度、抗平面拉伸强度及抗弯曲强度无明显差别。     

泡沫填充帽形加筋结构复合材料壁板成型工艺研究

针对某型机泡沫填充帽形加筋结构复合材料机翼壁板开展了成型工艺研究。结果表明,壁板所用复合材料的性能满足帽形加筋壁板二次胶接的工艺需求;在帽形加筋长桁与蒙皮进行二次胶接前对胶接部位采用400#砂纸进行打磨,可以保证胶接性能;采用室温加压工艺可以保证复合材料构件的内部质量和厚度精度要求;在帽形加筋壁板进行二次胶接固化时采用...     

纤维复合材料蜂窝夹层柱的极限强度

考虑纤维复合材料蜂窝夹层结构的承载特性,蜂窝夹层住的总体稳定性应计及蜂窝芯子的剪切变形,从而得出修正的欧拉公式.在面板和蜂窝芯子胶接性能很好时,试验值与理论值很符合.当胶接性能一般时,通过对胶层应力分析,应用莫尔强度理论,得出以胶层强度控制的总体稳定的极限强度计算公式,对于一般湿法成型的纤维复合材料蜂窝夹层住,计算结果与试验值很符合.     

PMI泡沫夹层复合材料电性能设计与实验研究

聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫夹层复合材料具有优异的宽频透波性能,被广泛用于制备透波雷达天线罩。为了设计满足宽频透波要求的某型天线罩,从复合材料结构原理出发,选择石英纤维增强环氧树脂复合材料为蒙皮,PMI泡沫为芯材的A夹层结构方案,采用三维全波电磁场仿真软件(CST软件)计算比较了不同蒙皮厚度和芯材厚度对A夹层结构透波性能的影响,得到了理论最优结构。进一步的平板试验结果表明,透波率的实际测试值与理论计算结果基本吻合,可见设计的A夹层复合材料结构可满足某型天线罩的宽频透波要求。     

飞机胶接修理中的补板厚度优化

为了提高飞机机体损伤应急快速胶接修理的质量和效率，利用弹塑性有限元分析及试验方法探讨了胶接修补飞机蒙皮时补板厚度对胶接补强水平的影响。发现合理选取补板厚度可明显提高胶接修补的补强水平，进而提高修复结构的强度，一般情况下，取补板厚度小于蒙皮板厚度。这一新的胶接修补技术在不改变原有的修补工艺、材料、设备的前提下，可提高胶接修理的水平、机体结构的强度．减轻飞机结构质量，简化操作，降低成本。     

VARI成型泡沫夹层复合材料界面质量控制方法研究

采用本体树脂涂覆、胶膜和辅助织物粘贴在泡沫加工表面的方法分别改善胶接界面,解决了真空树脂浸渗工艺(VARI)制备的非屈曲碳纤维织物(NCF)/聚甲基丙烯胺(PMI)泡沫夹芯复合材料中泡沫与蒙皮的脱粘问题。结果表明,在相同VARI工艺参数条件下,采用890树脂涂覆的方法可以达到大约80%区域面积的良好粘接界面,对应的抗平拉强度提高了30%;同时胶膜和辅助织物粘贴方法则可达到接近100%改善胶接界面质量的效果,其对应的抗平拉强度则分别提高了76%和56%。     

民用飞机机翼翼尖端部全高度泡沫芯壁板制造技术

民用飞机机翼翼尖端部组件结构为全高度泡沫夹芯壁板,由“C”形端隔板、尾边条、楔形块、泡沫芯、外蒙皮组成,型面公差要求严,装配关系复杂,制造过程极易引发内部无损与结构变形,对结构制造工艺的可行性与稳定性提出了严重挑战。通过对泡沫胶接质量验证、泡沫芯进行压缩试验验证,验证了胶膜黏接质量可靠性,同时得出泡沫芯厚度的1%作为蠕变压缩的工艺补偿量。采用AIRPAD-碳布叠层压力垫结构形式,使其在高温固化过程中进行膨胀从而有效进行压力均匀传递,保证端隔板零件制造厚度和消除表面皱褶。对外蒙皮加强层、整层、迎风面进行铺层展开可行性分析,对于无法展开区域按平行于纤维方向进行工艺分片,按照规范拼层错缝调整,在满足设计要求下进行剪口处理,从而保证料片外形与产品外形一致性。为控制组件共胶接质量,采用上/下组合模形式,组合模选用复合材料结构上半模,保证其具有随热压预浸料厚度下降而适应性形变的韧性。通过上述研究成功研制符合设计要求的合格产品并进行装机应用。     

复合材料管与接头胶接构件的强度与疲劳性能研究

复合材料具有比强度高、耐疲劳性能好、减震性能好、性能可设计等诸多优点,在航空航天、汽车等工业领域得到了广泛应用。本文通过改变复合材料管的铺层和胶接结构形式考察某航天复合材料管与接头连接构件的抗弯强度和疲劳性能。结果表明,采用双搭结构或单搭结构胶接段管的外侧局部加强都可以显著提高复合材料管与接头胶接构件的抗弯性能及疲劳性能,这两种方法都能够满足该航天构件的设计要求。     

宽频带玻璃钢蜂窝板的试制

玻璃钢由于弹性模量低,限制了它的应用范围,而蜂窝夹层结构是一种提高其刚度的结构形式。玻璃钢蜂窝板就是由二层薄而强的玻璃布蒙皮与起支承联结作用的玻璃布质蜂窝芯子浸胶粘接而成的复合夹层材料。由于它具有质轻、比强度高、刚度高、绝缘性好、电磁波透过率高等优点,所以目前已广泛应用于航     

PMI泡沫夹层碳纤维复合材料的制备及力学表征

由于具有较好的力学性能和工艺稳定性,聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫夹层结构在航空领域得到了大量的应用。目前飞机上通常采用预浸料与泡沫热压罐固化制造夹层结构,这种工艺成本较高且只能保证贴模面的表面质量。本文中采用闭模液体成型工艺制备了质量稳定的泡沫夹层结构,对比了同时注胶与交替注胶的制备方法,结果表明交替注胶可以得到更好的成型质量。并对泡沫芯材的力学性能进行了测试,在此基础上建立了泡沫材料的失效模型,并通过有限元分析了其三点弯曲、侧压屈曲等力学性能,有限元模型分析结果与实际测试结果基本一致,有限元模型可揭示在这些加载条件下夹层结构的破坏机理及渐进损伤过程,研究结果可推动高性能的航空用复合材料夹层结构的低成本化制备以及结构服役的虚拟试验。     

5228A树脂基无胶膜蜂窝夹芯结构粘结性能研究

本文采用高树脂含量的5228A预浸料作为胶接层制备出无胶膜蜂窝夹芯结构,通过超声无损检测、滚筒剥离断面形貌及滚筒剥离强度测试等分析了无胶膜蜂窝夹芯结构粘接性能随成型压力及胶接层树脂含量的变化规律。研究表明,5228A树脂体系具有可控的流变特性,可适用于无胶膜蜂窝夹芯结构的制备;5228A树脂基预浸料具有良好的工艺性能,所制备的无胶膜蜂窝夹芯结构内部质量良好,蒙皮及蜂窝的粘结性能优良;蜂窝夹芯结构滚筒剥离强度随成型压力提高而提高,蜂窝夹芯结构滚筒剥离强度随胶接层树脂含量的升高而提高。     

复合材料泡沫夹层结构力学性能与试验方法

本文讨论纤维增强复合材料与聚合物泡沫组成的夹层结构的刚度、强度及弯曲性能试验方法;分析了复合材料面层的弹性常数、泡沫芯层的模量和夹层结构的刚度;阐述了夹层结构的应力分布和常见的5种破坏模式;对夹层结构的疲劳强度和冲击时的力学行为进行了探讨.     

玻璃钢蜂窝夹层结构制品常见缺陷修补技术

主要研究低压成型玻璃钢及其蜂窝夹层结构制品中常见缺陷(板-芯脱胶,蒙皮分层)的修补技术。制备了SC-13基体/玻璃布低压成型玻璃钢蜂窝夹层结构制品中常见的板-芯脱胶与蒙皮分层2种缺陷试样,分别用树脂注射法和贴补法对缺陷进行修补,对3种试样(含缺陷试样、无缺陷试样和缺陷修补试样)进行了检测,测试了试样的弯曲强度,分析了修补方法和所用材料的合理性、修补技术的可行性。研究结果证实,采用铁锚204与无碱布-60制备的胶膜贴补修补板-芯脱胶、采用J-153低粘度环氧胶黏剂注射修补蒙皮分层均有效,且修补工艺方法简单,修补后剪切强度恢复率与弯曲强度恢复率均较高,达80%以上。     

泡沫夹层结构复合材料的研究进展

泡沫夹层结构复合材料是由面板(蒙皮)与轻质泡沫芯材组成的层状结构复合材料。该文从泡沫夹层结构的芯材种类、泡沫夹层结构复合材料的力学性能、电性能等方面综述了泡沫夹层结构复合材料近年来的研究现状。     

复合材料泡沫夹层结构的缺陷评定方法研究

本文以厚壁碳纤维复合材料为面板,硬质聚氨酯泡沫为芯材制造复合材料泡沫夹层结构,模拟实际生产过程中容易出现的面板与芯材之间界面的脱粘和界面胶层过厚的现象,采用人工制造试块的方法,研究了超声波探伤对夹层复合材料缺陷的评定方法,解决了实际检测过程中的疑问,为夹层复合材料结构产品的质量检验提供依据。得出了粘接良好区胶层过厚不会被判定为脱粘的结论。     

飞机单搭接接头胶接形式的优化

1前言飞机蒙皮结构的绝大部分为单面敞开式，这就决定了蒙皮破孔的原位胶接修理只能单面操作，接头形式只能采用单搭接。单搭接接头是诸多接头形式中的一种，通过考察分析，其接头形式的细节还能优化改进。本文优化研究重点是接头形式的优化，没有涉及参数优化。2接头形式优化计算结果在铝合金板与胶层组成的单搭接结构中，胶层是薄弱环节。胶层内部主要承受剪切应力，胶层两端，在垂直于胶层方向上还集中有正应力，是结构分析的危险部位。其胶层内部应力分布如图1所示。图1胶层中剪应力分布（不计塑性）本文拟采用线弹性有限元对四种胶接头…     

环氧胶膜在铝合金—泡沫塑料夹层结构中的应用

研究了飞机结构件中铝合金-泡沫塑料夹层结构的界面胶接工艺。通过对铝合金-泡沫塑料胶接缺陷的分析,自制了一种环氧胶膜。通过对2种结构的强度对比,表明自制环氧胶膜的应用可有效改善铝合金-泡沫塑料界面胶接质量。