碳纤维复合材料螺栓连接性能综述

碳纤维复合材料具有众多优良的性能,目前在民用及航空航天领域已被广泛应用,但是碳纤维复合材料的结构连接强度问题一直是制约其发展的重要因素。综述了碳纤维复合材料螺栓连接方法,分别讨论了碳纤维增强复合材料螺栓连接的强度理论、强度预测和强度影响因素(干涉配合、预紧力、螺栓钉头形式及铺层顺序)对连接强度的影响规律。最后总结了碳纤维复合材料螺栓连接研究的发展趋势。     

碳纤维复合材料在星载天线结构中的应用

随着电子设备结构轻量化技术的发展,碳纤维复合材料作为一种重要的材料在航空航天领域得到广泛应用。文中首先,总结了碳纤维复合材料的优异性能,介绍了碳纤维复合材料天线的铺层设计;接着,重点阐述了碳纤维复合材料星载喇叭天线、反射面天线、天线支架的结构设计要点;最后,基于工程实践提出了一些注意事项,以供其他类型星载天线结构设计参考。     

国内首个碳纤维加固领域技术规范出台

<正>【本刊讯】近日,国内首个碳纤维复合材料加固修复化工管道技术规范正式出台。该技术规范由上海石化、哈尔滨工业大学等单位负责起草,对碳纤维复合材料加固修复金属化工管道的材料性能指标、设计方法、施工方法、检验与验收方法等做了明确要求,对碳纤维加固行业健康发展具有重要意义。     

碳纤维复合材料剪切疲劳试验研究

基于标准ASTM/D7078,采取V型缺口试样的疲劳试验研究碳纤维复合材料CFRP的疲劳性能。首先介绍剪切疲劳的试验条件。通过对试验结果的分析,得到了碳纤维复合材料剪切疲劳的S-N曲线及相应的疲劳极限,试验表明CFRP具有良好的剪切疲劳性能。研究结果可以为碳纤维复合材料的工程应用提供一定的理论基础。     

碳纤维增强复合材料在空间光学结构中的应用

测试了碳纤维/环氧复合材料的力学性能,设计并测试了热膨胀系数,然后测试了空间辐射后的材料性能,并研究了在空间光学结构中应用碳纤维/环氧复合材料制品的工艺方法。研究表明:碳纤维/环氧复合材料具有高的比强度和比刚度,较铝合金结构可以减重30%以上;碳纤维/环氧复合材料的热膨胀系数可以根据需要进行设计,在需要的方向上可以设计成 "零"或负的热膨胀系数;在空间辐射条件下,碳纤维/环氧复合材料性能良好,其总质量损失为0.15%、可挥发的冷凝物质为7.66×10^-5 g/g、24 h水汽回吸率为0.12%。结果表明,碳纤维/环氧复合材料具有优良的性能指标,在空间光学结构中有广泛的应用。     

碳纤维增强复合材料叶轮风机的振动试验研究

减振降噪一直是风机设计与应用单位研究的一项重点内容。碳纤维增强复合材料因优异的阻尼性能而使其在结构减振设计上具有重要的作用。采用层合结构碳纤维增强复合材料设计叶轮,并针对同一型号风机仅仅更换不同材料叶轮后进行了风机振动试验。结果表明,与铝合金材料叶轮风机相比,碳纤维材料叶轮风机全频段的结构振动加速度级降低幅度明显,减振效果显著。     

基于ANSYS的CFRP屈曲分析研究

碳纤维增强复合材料(CFRP)作为先进复合材料的杰出代表,具有耐高温、抗疲劳、工艺性好等优异特性,广泛应用于飞机蒙皮、机翼、导弹发动机壳体等航空航天军工领域及桥梁、涵洞、水下构筑物的加固补强等民用建筑领域.基于复合材料的诸多优点和其广泛的应用价值,使得对其力学性能的研究变得尤为重要.而目前人们通常利用实验方法来测定复合材料的力学性能,浪费了时间又提高了成本.本研究运用ANSYS提供的屈曲分析,对碳纤维增强复合材料(CFRP)弯曲试件进行模拟分析.得出了一种预测CFRP弯曲强度和弯曲弹性模量的方法,为复合材料设计和工程应用提供了一种新的依据.     

环氧基碳纤维增强复合材料的涂装研究

环氧基碳纤维复合材料具有强度高、耐热性好、抗腐蚀性强、质量轻等良好的物理和化学性能,目前,环氧基碳纤维复合材料已经在车辆制造业、体育休闲、风力发电、交通运输、国防航空等领域飞速发展。本文通过对环氧基碳纤维复合材料的涂装及性能影响因素研究,分析涂料和涂层界面对环氧基碳纤维复合材料性能的影响,探讨环氧基碳纤维复合材料今后的应用方向,为环氧基碳纤维复合材料的涂装研究提供参考。     

碳纤维/铝层状复合结构的断裂性能及抗电偶腐蚀性能研究

以ENF试验为基础,通过制作不同长度的芳纶短纤维薄膜为粘接层界面的碳纤维/铝层状复合结构试件,并置于同一加速腐蚀环境中,研究了芳纶短纤维对碳纤维/铝层状复合结构力学性能及抗电偶腐蚀性能的影响。试验结果表明芳纶短纤维薄膜有效提高了碳纤维/铝层状复合结构的断裂性能与抗电偶腐蚀性能,可为复合材料工程应用中的电偶腐蚀防护提供参考。     

碳纤维铝蜂窝复合材料汽车保险杠横梁轻量化设计

采用碳纤维铝蜂窝复合材料替代原铝合金材料,对汽车的保险杠横梁进行轻量化设计,并利用Abaqus CAE软件对比分析铝合金(6082-T6)、T300和T700碳纤维以及T300碳纤维铝蜂窝复合材料保险杠横梁的力学性能。利用碳纤维铝蜂窝复合材料结构方面的可设计性,探索碳纤维铝蜂窝复合材料面板的厚度、铝蜂窝的边长尺寸以及铝蜂窝的壁厚等结构参数对碳纤维铝蜂窝复合材料保险杠横梁性能的影响规律,通过调节结构参数获得最优性能的碳纤维铝蜂窝复合材料汽车保险杠横梁。结果显示,设计的H₄碳纤维铝蜂窝复合材料的保险杠横梁的抗冲击性能优于传统铝合金,并且能减重50%左右,满足使用要求且轻量化效果显著。     

建筑工程塔机附着结构加固设计分析

针对某高层建筑M600D型外挂动臂塔机附着结构存在的结构安全隐患问题,提出了局部钢筋加密和粘贴碳纤维两种加固方案,并基于价值工程理论,对两种方案的加固效果进行了对比分析。结果表明:粘贴碳纤维加固法加固效果更好,应在工程实践中予以采用。     

CCF800碳纤维表面粗糙度及对复合材料界面性能的影响

碳纤维具有力学性能优、密度低、耐腐蚀、耐高温等一系列优异性能，近年来，被广泛应用于航空、航天等重要领域。目前，在国外先进机型的机翼、机身等主、次承力结构中大量使用了高强中模型碳纤维，最具代表性的高强中模碳纤维是日本东丽公司生产的T800碳纤维。相较国外的高强中模碳纤维，国内虽有CCF800碳纤维与之对应，但是，国内对高性能碳纤维的研究工作起步晚，研究尚不充分，产品尚不足与国外媲美。因此，本文对碳纤维增强复合材料界面结合机理进行了论述，同时，对国产CCF800碳纤维表面形貌进行了表征，选取了粗糙度作为变量，对碳纤维增强树脂基复合材料界面强度进行了测试，为国产高性能碳纤维的研究发展提供技术支持。     

不同铺层转角T700/E44 复合材料拉伸强度有限元分析

碳纤维复合材料的失效行为与复合材料内部的应力状态有关,不同铺层转角的单向碳纤维复合材料层合板的性能具有明显差异。文中利用HyperWorks 商用有限元软件建立了T700/E44 复合材料层合板拉伸模型,基于Chang-Chang 复合材料失效模型对不同铺层转角复合材料层合板的 X 向及 Y 向拉伸性能进行了数值模拟分析。研究结果表明,复合材料层合板以45° 铺层转角对称结构层合时,复合材料有着最佳的综合拉伸性能。这对高性能雷达中复合材料部件的铺层结构设计具有重要的指导意义。     

碳纤维及其复合材料的发展和应用

介绍了碳纤维的性能及其特性,概述了碳纤维的发展史,包括国外和国内。分析了碳纤维复合材料的特性和应用,着重说明了碳纤维增加金属基复合材料的相关性能,并指出了其研究前景。     

铺层参数对碳纤维复合材料板的隔振性能影响研究

碳纤维复合材料铺层参数对其振动特性影响很大。以碳纤维复合材料板为研究对象,从理论上分析了碳纤维复合材料板在自由振动下的模态特性,并运用有限元模型分析了铺层参数(铺层角度,铺层厚度,铺层顺序)对碳纤维复合材料板隔振性能影响特点。结果表明,在单一铺层中,±45°的铺层隔振性能更好;铺层厚度对碳纤维复合材料板隔振性能影响不大;与循环铺层方式相比,对称铺层方式更有利于提升碳纤维复合材料板的隔振性能。     

聚乙烯亚胺修饰碳纤维对环氧树脂复合材料性能的影响

为提高碳纤维与环氧树脂的界面结合性能,从而提高复合材料的摩擦学性能,用聚多巴胺和聚乙烯亚胺对碳纤维进行表面修饰,利用光谱分析仪和扫描电子显微镜分析修饰前后碳纤维表面的化学组成和微观结构,利用万能材料试验机和摩擦磨损试验机考察碳纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能和摩擦学性能。结果表明：碳纤维经表面处理之后的粗糙程度和活性官能团增多,改善了纤维与树脂之间的界面结合,使得复合材料的弯曲强度和拉伸强度得到不同程度的提高;与未修饰碳纤维增强的环氧树脂复合材料相比,表面修饰碳纤维增强环氧树脂复合材料的耐磨性能得到了很大程度的提高,复合材料的磨损机制也由疲劳磨损转变为磨粒磨损。     

环境条件影响CFRP材料剪切性能的试验研究

碳纤维增强复合材料作为一种性能优越的复合材料,在航空航天、建筑工程、医疗卫生等领域有着广泛应用,但碳纤维增强复合材料的性能会受到温度、湿度、含盐量等环境条件的影响。基于正交实验方法设计实验流程,通过开展预实验确定实验要素,在此基础上开展了基于不同温度、湿度、含盐量条件下试件的剪切力学性能测试,研究了不同环境条件下材料剪切力学性能的变化规律,从而为该类碳纤维复合材料工程应用提供数据支撑。     

碳纤维环氧基复合材料镗杆的设计与优化

制备了一种由碳纤维为增强体,树脂为基体的复合材料镗杆,研究了其铺层设计,并对成型工艺进行介绍,对复合材料镗杆的静态性能和动态性能进行了有限元分析,并与普通结构的金属镗杆进行了性能对比。结果表明,复合结构镗杆具有更高的刚度以及更加优良的动态性能,适用于高速镗削加工,同时大大减轻了镗杆重量。     

碳(石墨)纤维增强金属复合材料

随着现代工程技术的发展,要求工程材料具有更高的综合性能。六十年代初,在碳纤维的研究和生产取得重大进展的情况下,各国相继开展了碳纤维增强金属复合材料的研究。由于碳纤维比重小(1.6～2.0克/厘米~3),强度高(抗拉强度σ_b>200公斤/毫米~2),模量高(2.1～7×10~4公斤/毫米~2,轴向热膨胀系数小(-0.1～-0.23×10~(-6)/℃),用它增强的金属基复合材料既具有高比强度和比模量的特性,又具有导热、导电、高温性能好,尺寸稳定等优良性能。因有这样优异的综合性能,其应用前景广阔,是一种很有发展前途的新型材料。早在1961年,Keppenal和Parikh就尝试用粉末     

复合材料修复技术概述

复合材料修复技术是一种使用胶结方法对损伤结构进行修复的新技术,其中碳纤维复合材料表面胶结损伤修复技术是综合性能最优、前景最为广阔的维修技术。文中介绍了碳纤维复合材料修复表面损伤在管道修复领域的应用现状,以及可能对修复性能有效提升的碳纤维表面改性技术和三维编织技术。分析认为碳纤维复合材料修复技术将在航空航天、管道修复以及更多其他领域广泛应用。