编织碳纤维复合材料雷击损伤特性研究

采用实验方法研究了编织碳纤维/环氧树脂复合材料层合板在干燥环境下受到不同强度等级模拟雷电冲击后的电击破坏特性,并进行了系统分析与机理解释。研究显示,雷电冲击对复合材料造成了三种典型破坏形式,并随着电击强度的增加及铺层角度的改变呈现出不同形态的变化。微观扫描分析发现,电击会对树脂与纤维界面造成严重破坏。     

湿热效应对编织碳纤维复合材料雷击损伤特性研究

研究了两种典型铺层([452/02/-452/902]s、[302/02/-302/902]s)编织型碳纤维复合材料试样件在受到不同湿热环境(23℃、60℃)作用下的雷电冲击破坏特性。同时,对两种铺层的标准试样件在60℃湿热环境浸泡条件下受雷电冲击后的特性进行了微观机理分析。结果显示,湿热效应会改变材料的导电特性并且显著增大雷电破坏区域的面积,但铺层角度对破坏形态的影响则趋于不明显。微观扫描结果显示,纤维与树脂间粘结强度在湿热作用下显著降低并在雷电冲击下严重破坏,出现层间与层内的分层开裂现象。     

飞机抗雷击复合材料的研究进展

新型飞机的雷击防护是对航空运行安全具有重大影响的关键问题。本文对当前飞机雷击防护领域常用的雷击防护措施及具有良好发展前景的新型防雷击方法的研究进展进行了综述,并展望了未来的研究方向。     

复合材料层合板雷击损伤数值模拟研究

复合材料导电性差,雷击损伤严重危及到复合材料飞机结构安全。研究建立了复合材料层合板雷击损伤数值模拟的三维有限元模型。首先给出雷击电流作用下复合材料层合板的热-电耦合控制方程,然后建立基于层合板温度分布的单元失效和材料热电性能衰减准则,通过ABAQUS有限元软件的热电耦合分析模块中添加用户子程序USDFLD实现复合材料层合板雷击损伤数值模拟。预测结果与试验结果对比表明,该模型可准确预测复合材料层合板雷击损伤的损伤形状、面积和深度。     

玻璃纤维复合材料风电叶片雷击损伤试验研究

玻璃纤维复合材料叶片由于处于风力发电机组最高的位置,而本身具有电绝缘性,面临着严重的雷电威胁.本文基于实际风电场叶片运行中遇到的问题,依据IEC61400-24叶片雷击试验方法,开展叶片尖部雷电试验,获得不同雷电流等级、不同位置的叶片后缘雷击开裂特征,分析叶片开裂的过程,得出造成叶片后缘开裂的雷电流峰值临界值.     

浅析飞机复合材料雷击防护措施与试验

伴随着飞机复合材料的使用,飞机的雷击防护问题逐渐得到了人们的重视。本文简述了目前使用较多的几种雷击防护措施,并从实物试验的角度出发,采用模拟雷击试验来检验带有防护措施的复合材料板的雷击防护效果。文章选取了普通复合材料板和覆盖铜网防护层的复合材料板作为试验样品,通过对比两种样品遭受雷击后的的不同结果,验证了铜网作为防护层的有效性和重要性。     

石墨-陶瓷复合材料电热特性的研究

利用低温快烧工艺制备石墨-陶瓷电热复合材料,首先测定材料的室温电阻率,然后在样品两端施加220 V交流电,测定了材料样品表面不同点的温度变化和电流变化,探讨了材料表面温度随时间的变化规律以及材料的电阻-温度特性.结果表明:试样的升温速率与电阻率有关,电阻率越小,升温速率越快,表面发热温度越高;在通电初期,复合导电材料随温度的升高呈现明显的NTC效应.随着温度的升高,材料的电阻率迅速降低,当温度达到最高时,电阻率最小;随着通电时间的延续,温度略有降低,而电阻率有所回升.当复合材料中石墨含量减少时,NTC效应减弱直至消失.     

电热载荷对CFRP复合材料冲击后压缩性能研究

采用实验室电热载荷试验环境与测试平台,测试了CFRP复合材料在多种电流制度下试样的表面温度分布,并获得了CFRP复合材料电阻在不同电流强度下的变化规律,初步揭示了CFRP复合材料的电阻与电流强度之间呈线性递减的关系;对五种不同电流处理的CFRP复合材料进行了冲击后的剩余压缩强度试验(CAI)测试,试验后采用超声C扫描检测、外观检查与断口侧面宏观观察方法对损伤与失效特征进行了对比分析。研究结果表明,CFRP复合材料的剩余压缩强度随通入电流强度的大小呈先保持不变后下降的趋势,当电流超过20A时,试样表面冲击凹坑深度和冲击损伤面积增长较快,分层损伤与纤维断裂现象越来越严重。     

复合材料蒙皮双真空固化工艺研究

复合材料已在航天领域得到广泛使用,目前采用湿法预浸料制备大壁厚复合材料蒙皮的成型周期长,产品内部孔隙率相对更高,对航天器可靠性、稳定性不利。本文以双真空固化工艺为例,对复合材料蒙皮的制备过程进行优化,通过无损探伤、截面微观质量与孔隙率三个方面对产品内部质量进行评价,结果表明,经过双真空固化工艺试验,4 mm壁厚蒙皮产品孔隙率能够控制到1.65%,内部质量得到提升。     

胶补飞机蒙皮补片形状优化研究

以圆形孔洞损伤为例,采用三维弹塑性有限元法探讨了应急粘接修补飞机蒙皮时补片形状对补强水平的影响。发现采用圆角矩形补片,在不改变原有补片材料、修补工艺和设备的前提下,可提高被修复蒙皮的强度,进而提高被修复损伤飞机的安全性,对飞机战伤抢修具有一定的指导意义。     

飞机复合材料修理技术研究

复合材料在飞机领域的应用范围越来越广泛,在制造和使用过程中出现了各种结构缺陷和损伤,因此对复合材料的修理和维护成为重要的研究领域。对飞机复合材料的合理维修可以有效降低成本,提高飞机的安全系数。主要对复合材料在飞机领域的应用进行了介绍,总结了常见的复合材料维修方法。     

一种飞机复合材料构件损伤检测的新方法

本文针对飞机复合材料构件损伤,提出了一种新的检测方法进行研究,设计了同面多电极电容传感器并将其用于飞机用复合材料板试件结构损伤的检测实验中.采用方波信号激励同面多电极电容传感器的源电极,测量源电极与检测电极之间电容值并对检测电极响应信号进行快速傅里叶变换(FFT)分析,讨论了不同频率方渡激励信号对传感器灵敏度的影响.实验结果表明,当飞机复合材料构件发生损伤时,与完好试件相比较,测量的电容值减小,检测电极响应信号FFT频谱的基波和谐波幅值减小,说明该方法对飞机复合材料构件损伤的检测是可行的.传感器灵敏度随着方波信号频率在100Hz到2MHz范围内增大而提高.     

潮流能水轮机复合材料叶片的损伤特性研究

针对某型潮流能水轮机复合材料叶片,提出了一种损伤特性分析方法.基于Tsai-Hill失效准则建立复合材料叶片损伤模型.针对正常运行工况的复合材料叶片,提出了一种损伤特性分析方法.运用叶素动量理论计算水动力载荷.最后基于碳玻混杂技术,分析叶片碳玻混杂梁帽对损伤特性的影响.结果表明,叶片的损伤主要出现在梁帽部位.碳玻混杂设计方法能够降低叶片在运行时的最大应力、叶尖挠度和失效因子,同时也能减轻叶片质量,为轻质高性能水轮机复合材料叶片的设计提供了重要参考价值.     

玻璃纤维复合材料损伤过程的声发射特性研究

复合材料以其优越的结构性能被广泛应用于航天航空、汽车制造等领域,针对玻璃纤维复合材料损伤特性及其声发射信号特点,设计完成了一套基于TMS320F28335的集数据采集、存储和显示为一体的声发射检测系统。采用现代小波变换的时频分析方法,分析了玻璃纤维复合材料损伤声发射信号的波形和频率特性,确定了玻璃纤维复合材料声发射信号频率的三个主要频段及其对应的三种基本损伤模式。     

飞机蒙皮用高性能清漆的制备及性能研究

以自制耐候性聚酯树脂为主,拼入部分增韧树脂作为基体树脂,以N 3390作为固化剂,辅以合适的催干剂、流平剂、光稳定剂、环保型溶剂,制备了一种高性能、耐候性与韧性兼优的飞机蒙皮用清漆。重点讨论了树脂、固化剂及助剂的选择等对清漆性能的影响。测试数据表明:研制的清漆漆膜强韧,能够经受高低温冲击,具有优异的耐候性、良好的耐航空介质性等性能,可与飞机蒙皮用底色漆配套使用。     

复合材料旋翼翼尖蒙皮脱粘修理技术研究

旋翼是直升机升力系统的关键动部件,其状态和质量决定着飞行安全。在实际使用过程中,会定期对翼尖蒙皮进行敲击检查,时有发现翼尖蒙皮存在脱粘现象,这种质量问题严重影响了飞行安全。针对这种问题,对发生脱粘现象的旋翼进行了统计清查和原因分析,研究制定蒙皮脱粘的修理方案,并通过试验进行了验证,给复合材料旋翼翼尖蒙皮脱粘修理提供参考方案。     

新型炭／陶复合材料电热性能研究

实验选取高岭土作为陶瓷基体,以不同含量的鳞片石墨和碳化硅作为导电原料,充分利用炭材料优异的导电、导热性及耐高温性能和陶瓷材料优异的抗氧化性及机械强度,经混合、模压成型和烧结工艺制备出炭／陶复合电热材料。采用XRD和SEM对其物相组成和微观形貌进行分析表征,并对其通电发热性能以及抗氧化性能等进行了测试。研究了石墨以及碳化硅的含量对复合材料电热性能的影响,并对电热机理进行了初步的分析研究。本研究所制备的炭／陶复合材料具有优异的电热性能,在低电压下（10V）即可迅速升温,并在较高温度下保持相对稳定。研制的样品中最高发热温度可达631℃。通过将炭材料和陶瓷材料复合,可有效改善炭材料的抗氧化性,使其氧化失重温度升高200℃左右。     

数控加工飞机结构中高分子复合材料的损伤分析方法

提出几种飞机结构高分子复合材料无损检测分析方法,用于飞机结构材料表面及内部损伤的缺陷检测。针对飞机结构不同厚度及层数的高分子复合材料层压板,对边缘及中央发生分层缺陷和静力损伤时的结构静强度和疲劳性能进行分析。并对复合材料层压板在低速冲击下的性能损伤及形态改变进行说明,为飞机结构高分子复合材料的损伤检测、标准制定和预防修复提供依据。     

飞机蒙皮用高性能底色漆的制备及性能研究

以自制耐候性好的柔性聚酯树脂为主,拼入部分端羟基超支化树脂作为基体树脂,以N 3390作为体系固化剂,辅以合适的颜填料、溶剂、助剂,制备出一种高性能低VOC、高遮盖力的飞机蒙皮用底色漆。重点探讨了树脂体系搭配、颜基比、助剂的选择等对底色漆性能的影响。通过各项性能测试发现,制备的底色漆VOC含量低,漆膜具有遮盖力强、耐介质性良好、保色保光性优异等性能,适合与飞机蒙皮用罩光清漆配套使用替代常规涂料体系产品。