碳纤维传动轴刚度不平衡胶接接头的失效行为研究

建立了碳纤维传动轴刚度不平衡胶接接头的有限元模型,对扭转载荷下刚度不平衡胶接接头的失效行为进行分析,预测了胶接接头的失效扭矩和失效模式,并进行扭转实验证明有限元分析方法的有效性,最后研究了被粘物剪切模量比和壁厚比对刚度不平衡胶接接头失效行为的影响,为工程上碳纤维传动轴胶接接头的设计提供了参考。     

胶层厚度对胶接性能的影响

本文介绍了胶层厚度影响胶接接头力学性能、耐久性能的若干现象及作者对这些现象的初步理解。     

基于TOM理论的金属裂纹板复合材料胶接修补胶层应力分析

针对复合材料胶接修补结构,基于TOM理论,提出了一种改进的Rose L R F胶层剪应力分析方法。该方法考虑了金属母板厚度方向上的剪切应力变化,认为剪应力沿厚度方向呈线性变化,并通过有限元数值方法进行了验证,分析了不同厚度的金属裂纹板组成的修补结构中的胶层剪应力。结果表明,当金属板厚度较薄(板厚与板长之比小于0.1)时,该方法得到的剪应力比Rose L R F给出的结果更接近于有限元解。     

胶层厚度对拉伸试样应力分布影响的数值分析

运用弹塑性有限元法研究了胶层厚度对承受拉伸载荷的对接接头胶层内应力分布的影响．三维有限元法数值分析的结果表明，随胶层厚度减小，胶层中正应力SZ与剪应力SYZ的分布趋于均匀；而对正应力SY而言，胶层厚度为0．15mm时，其边缘峰值应力最低。     

无应力胶接的功能胶粘剂研究

有机胶粘剂固化时不可避免地体积收缩几乎是一种常识。这种体积收缩在胶接接头引起了十分有害的裂纹、空洞或缺陷,导致了应力集中和收缩残余应力,使高要求高精度胶接的试件过早破坏,甚至无法胶接。利用膨胀聚合的原理,我们研制了固化时无体积变化的功能胶粘剂CCVC-ZA,激光平面干涉试验确证了无应力胶接。该胶粘剂填补了无应力胶接的空白,可用于超滤膜、光学玻璃等高要求应力敏感构件的粘接,具有广阔的应用前景。     

冲击载荷作用下胶层厚度对金属双搭接胶接接头应力分布的影响

采用LY12铝合金材料在Ansys12.0软件平台上建立环氧树脂胶粘剂双搭接胶接接头有限元模型进行分析,着重考察了在冲击载荷作用下胶层厚度的改变对胶接接头应力分布的影响。研究结果表明:在一定范围内,随着胶层厚度的增加,胶接接头中最大应力值逐渐下降,而最小应力值开始先下降,在胶层厚度为0.4 mm时最小,之后应力值又继续增大,且最大应力值总是出现在胶层界面的边缘处;在冲击速率为3.4 m/s时,胶接接头在0.4、0.6 mm的胶层中节点的轴向应力S_x、剥离应力S_y、剪切应力S_xy、第一主应力S₁、等效应力S_eqv随着胶层厚度的增加,波动范围变窄,应力峰值也变小,而胶层厚度为0.2 mm时应力值波动异常剧烈,峰值很大。     

胶接接头受劈裂载荷作用应力分布研究

对金属胶接接头劈裂试样承载后的应力分布情况进行了实测分析，结果表明胶层沿胶接面试样长度方向上受到分布较宽的拉伸力的作用，印证了作者所提出的胶接接头受劈裂载荷作用力学模型是符合实际的。     

复材/复材二次胶接胶接质量及强度影响因素研究

通过不同尺寸的高温结构胶-双马基碳纤维层压板的二次胶接试验,对二次胶接过程中影响胶接内部质量和胶接强度的因素进行了分析。结果表明,在胶接反应过程中,复材板与复材板之间的实际配合间隙大于复材板制造的叠合公差,准确测量配合间隙及适当进行胶膜补充是提高胶接质量的重要保障,通过模拟胶接过程来测量配合间隙可行。对大尺寸胶接界面,通过提高胶膜的流动性能够提高胶接质量,但却降低了胶接强度。胶接强度随胶膜厚度增加而增加,但达到极值后随胶层厚度的增加而减小。     

环氧胶层的应力——应变特性

分析了在多胺固化剂全范围变化过程中，固化胶层的应力－－应变特性的变化规律。这种变化规律表明，按等当量反应计算固化剂用量的传统理论是不正确的。     

碳纤维复合材料传动轴承扭性能研究

本文设计了承扭达100kN·m的复合材料传动轴,从碳纤维复合材料传动轴承扭特性出发,介绍了铺层角度和铺层厚度对传动轴扭转性能的影响,并采用有限元法校核了其静态扭转性能和临界扭转屈曲载荷。     

汽车用碳纤维传动轴结构设计与有限元分析

碳纤维复合材料具有比重小,比强度和比模量高,耐疲劳等特点。针对某汽车传动轴的强度和临界转速要求,设计了一种碳纤维复合材料汽车传动轴,并采用Abaqus有限元分析软件对传动轴进行了仿真分析,仿真结果显示了复合材料传动轴在受扭转载荷情况下的应力应变分布情况以及失效情况,碳纤维轴管应力应变分布均匀,仿真结果与设计理论相吻合,并与实验结果相验证,说明所设计的碳纤维复合材料传动轴的性能可以满足汽车传动轴的要求。     

PAN基炭纤维中SP2杂化的C-C原子键距对电阻率影响的研究

利用激光Raman散射方法，从Fitzer碳键键距出发，得到不同碳化温度下制备的PAN基炭纤维样品中SP^2杂化的C—C原子键距a0。利用四点法对各样品的电阻率进行了测试，给出了电阻率随C—C原子键距a0的变化规律，并对这种变化规律从电子结构角度进行了初步探讨。结果表明，SP^2杂化的共价电子向传导电子的转移及结构发展的更完善共同导致了PAN基炭纤维的电阻率随碳化温度的升高而降低。     

世界碳纤维现状与进展

本文介绍世界碳纤维的现状与进展，包括世界碳纤维的生产能力。世界对碳纤维的需求，碳纤维在国防军工和其它工业上的应用，纳米碳纤维与应用和制备碳纤维的新技术等。     

炭纤维表面处理综述

综述了炭纤维的表面结构与性能,介绍了两种通用的炭纤维表面处理方法：电化学氧化法和等离子氧化法;同时也总结了炭纤维表面处理对提高炭纤维／树脂复合材料界面的粘接机理。     

基于ANSYS的纤维缠绕复合材料传动轴的优化

近年来,随着汽车轻量化概念的深入人心,碳纤维复合材料(CFRP)在汽车制造领域应用范围不断扩大。而汽车传动轴是汽车中非常重要的部件,采用复合材料对其进行设计无论是对理论研究还是对工程应用,以及对环境和提升国内汽车制造工业的转型升级,都具有十分重要的意义和巨大的经济价值。本文首先建立传动轴的有限元模型,其次以传动轴的缠绕角度、缠绕层数、缠绕厚度为基本因素,采用ANSYS中的参数化设计语言,分别应用零阶优化方法和一阶优化方法对传动轴进行优化设计,使其缠绕角度和缠绕厚度更加合理。结果表明,本文优化方法可使传动轴满足轻质、高强的工程设计要求。     

炭纤维(CF)补强处理

对炭纤维的补强技术做了总结,讨论了炭纤维补强的可能性及强度影响因素,并且介绍了一些补强方法所取得的成果。     

碳纤维直径对结构和性能的影响

借助于光学显微镜、扫描电镜和单丝的机械、电性能测试,探讨了PAN原丝直径对预氧丝和碳纤维模截面结构、碳纤维抗张强度、电阻率的影响。结果表明:预氧丝的芯直径随丝的直径增大而增大;粗碳纤维的结构不均匀性比细纤维严重,且在较粗的碳纤维横截面上会出现中空。在一束碳纤维中,随着纤维直径增大,单丝抗张强度下降,电阻率上升。     

THE EFFECT OF PRECURSOR PROPERTIES ON THE STRENGTH OF CARBON FIBER

In this article, lyocell fiber is used as a precursor for carbon fiber. The mechanical properties of lyocell fiber and tenacity of carbon fiber from this precursor have been determined. Gray-relation analysis is used to investigate the relation between precursor's properties and the strength of the carbon fibers. The results suggested that the strength, force at breaking, and fineness of precursor have greater influence on the strength of carbon fibers than precursor's elongation, and modulus.     

STUDY ON THE MICROSTRUCTURE OF CARBON FIBER/PYROLYTIC CARBON

为提高炭/炭复合材料的隔热性能,设计出了Al2O3粉末和纤维＋炭布缠绕预制体结构。采用快速化学气相沉积新技术制备出了炭纤维/热解炭＋Al2O3复合材料,并采用SEM分析、能谱分析及X射线衍射分析研究了其微观结构。实验结果表明,这种材料自表面到内部形成了有利于隔热的密度梯度,材料组织均匀,闭孔细小,分布合理,隔热性能良好。