复合材料蜂窝夹芯楔形结构件修补工艺研究

复合材料因其优越性,越来越广泛的应用于航空领域。随着应用的增加,并为了有效的降低成本,复合材料修补技术成为一项急需解决的关键技术。热补仪是目前复合材料修补的主要设备,因具有易携带、易操作、成本低等优点而在复合材料修补中应用最为广泛。本文通过试验和修补实例对热补仪修补的复合材料楔形结构的热补仪的热均匀性进行了系统研究,得出了最佳的修补方法。     

共固化蜂窝夹芯结构复合材料的蜂窝收缩问题研究

介绍了蜂窝夹芯结构复合材料共固化成型的特点,对蜂窝厚度较大的夹芯结构复合材料的热压罐共固化成型工艺进行了研究。通过将蜂窝边缘使用层压板和蜂窝灌封料组合固定等方法,解决了传统共固化工艺条件下蜂窝滑移、收缩、产生缺陷等技术难题。     

飞机复合材料夹芯结构的粘接修补技术

1　前言复合材料夹芯结构以其比强度、比模量高 ,可设计性和抗疲劳、减振性能好等特点 ,已被越来越多地应用于现代高性能飞机结构 (如雷达罩、腹鳍、方向舵、鸭翼等部件 )中。然而 ,该结构自身的抗冲击能力较弱 ,所以飞机在使用过程中 ,一旦受到外来物的撞击 ,易产生分层、凹陷、非穿透破孔等损伤。为了尽快修复损伤 ,我们采用粘接技术 ,在不拆卸损伤构件的情况下 ,对非穿透破孔损伤进行修补 ,其效果比较理想。2　复合材料夹芯结构的修补要求飞机上使用的复合材料夹芯结构由面板和夹芯组成。面板为层压板 ,材料为玻璃纤维、碳纤维或Ｋｅｖｌ…     

修复方式对蜂窝夹芯结构弯曲性能的影响

针对夹芯结构经常出现的三种损伤方式:单面板损伤、单面板和蜂窝损伤以及穿透性损伤,利用真空袋压工艺,采用高强玻璃布补片和Nomex蜂窝芯作为修补材料,通过复合材料胶接与挖补修复工艺对损伤结构进行修复,主要探讨了修复前后不同损伤孔径对其弯曲性能的影响。结果表明,三种损伤方式对蜂窝夹芯结构的最大载荷和弯曲刚度都有很大影响;三种损伤方式的夹芯结构的最大载荷和弯曲刚度都随着损伤孔径的增大而降低;用复合材料胶接与挖补工艺对三种损伤方式的夹芯结构进行修复,能大大提高受损结构的弯曲性能;修复后的最大弯曲载荷达到完好夹芯结构的80%以上,修复后的弯曲刚度达到完好夹芯结构的85%以上。     

复合材料蜂窝夹芯结构紧固件连接拉脱失效行为研究

结合数值仿真计算和试验研究,得到了复合材料蜂窝夹芯结构紧固件连接在拉脱载荷作用下的破坏形式及承载能力,揭示了相应的失效机理。介绍了复合材料夹层结构的刚度理论,并建立了有限元模型,数值预测了结构的失效模式与极限载荷,通过与试验结果的对比,证明了本文数值模拟方法的有效性。试验与数值计算结果均表明复合材料蜂窝夹芯结构的失效区域主要集中于连接区域,故为提高结构承载能力,尝试将连接区域的蜂窝挖空后进行灌封,并对此局部灌封形式的复合材料蜂窝夹芯结构进行数值计算,结果表明,采用对复合材料蜂窝夹芯结构连接区域蜂窝灌封的方式,其性能要优于挖空蜂窝灌封的结构,承载能力有显著提高。     

芳纶蜂窝夹芯复合材料耐环境性能研究

研究了不同封边工艺制作的芳纶蜂窝夹芯板材的耐环境性能,包括耐湿热性能、浸水实验及耐盐雾老化性能。实验结果表明:湿热环境对夹层复合材料的平拉强度、剥离强度会造成不同程度的负面影响,而盐雾环境的影响相对较小。通过比较,在力学性能方面,树脂封边工艺具有更好的耐湿热性能,将此工艺应用于产品可以提升芳纶蜂窝夹芯复合材料的耐环境性能。     

含胶层的蜂窝夹芯反结构的弯曲试验研究

本文通过四点弯曲试验研究了含脱层的蜂窝夹芯板在纯弯载荷作用下的局部屈曲模式和破坏模式,指出局部屈曲模式是跳跃失稳模式。文中给出了脱层尺寸对局部屈曲临界载荷和破坏载荷的影响曲线。     

夹芯复合材料T型连接结构悬臂弯曲强度特性分析

针对夹芯复合材料T型连接结构,建立了有限元模型,模拟其在悬臂弯曲位移载荷下损伤产生、扩展及失效的过程,进行了悬臂弯曲试验验证模拟结果,进行了结构优化分析。试验结果表明:初始损伤产生时的位移为30 mm~32 mm,对应载荷为7.5 k N~7.7 k N,损伤产生后结构刚度降低,随着位移增加,承载力持续上升,失效强度较初始损伤强度提高了41%~55%;计算结果与试验结果相吻合,且表明初始损伤为复合材料压缩失效,产生于隔板下面板与增强区连接处,随着位移载荷的增加,损伤面积增大最终导致整体结构失效;优化结果表明,提高隔板下面板和芯材厚度,可降低隔板下面板的最大应力和失效因子,缩小上下面板的失效因子差,充分发挥结构性能。     

T700/双马复合材料蜂窝夹芯结构损伤修复实验研究

本文制备了复合材料蜂窝夹芯结构件和三种孔径的半穿透损伤件,采用挖补工艺对损伤件进行了两种不同体系的修复,并测试了完好件、损伤件和修复件在常温和高温下的力学性能。两种体系修复后测试结果表明,高温修复(同质修复)和中温修复(异质修复)对损伤构件的性能恢复差异较小,但是由于同质修复工艺性差,固化温度高于177℃,容易造成其他构件的损伤,而异质修复工艺性较好、固化温度低,所以采用异质修复工艺能够实现对损伤构件的性能恢复,且适合于外场快速修复。     

三种复合材料夹芯结构在弯曲载荷下破坏行为研究

制备了帽型、泡型、工字型三种夹芯结构复合材料,研究三种夹芯结构在弯曲载荷下的响应行为,并利用有限元的方法研究夹芯结构在弯曲载荷下Von-Mises应力分布,利用Tsai-Hill屈服准则判定有限元模型的屈服情况,观察发生屈服的区域。结果表明,帽型夹芯结构具有最大的弯曲刚度与抗弯强度。三种夹芯结构发生破坏的区域不同,帽型夹芯结构破坏主要出现在压头区域、上面板的压头边缘区域、芯子压头正下方的拐角处;泡型夹芯结构破坏出现在芯子支撑区域;工字型夹芯结构破坏出现在下面板支撑区域。     

塑料蜂窝夹芯和酚醛复合材料板工艺

Narthfield公司的塑料蜂窝被用来制造食品冷藏库门的夹芯。外蒙皮选用耐磨高压层压材料。门板具有较高的压缩强度和刚度、易清洗、抗翘曲以及不受湿度和大气变化的影响。塑料蜂窝可选用多种热塑性材料制作。 最近Weyerhaeuser公司研究出一种新的酚醛平板挤拉工艺,可生产宽度16寸的平板。     

基于3D打印技术树脂蜂窝复合材料夹芯结构的力学性能研究

本文利用增材制造技术制备了Bi-grid、Tri-grid、Quadri-grid和Kagome-grid 4种闭孔芯子结构,其与上、下面板胶粘在一起形成复合材料夹芯结构。利用有限元分析及三点弯曲测试,研究4种不同闭孔夹芯结构在弯曲载荷作用下的力学响应行为,并观察不同结构的破坏形式。结果表明:Bi-grid闭孔夹心结构的失效模式为芯子与面板的脱粘,而其他三种结构的临界破坏方式为芯子的剪切破坏。试样面板应力集中区域位于上面板的加载区域及下面板的支撑区域,芯子应力集中区域位于加载与支撑之间。Quadri-grid闭孔夹芯结构的力学性能优于其他三种结构。     

微波加热在蜂窝夹芯损伤修补中的应用

分析了微波加热机理，介绍了一种用微波加热固化技术粘接修理蜂窝夹芯结构的新工艺。     

泡沫夹芯结构复合材料VARI工艺模拟研究

提出了一种简单方便的等效建模法,解决了大尺寸夹芯结构或复杂形状夹芯结构真空辅助树脂灌注(VARI)成型工艺模拟仿真计算量大,效率不高的难题。采用等效建模法和细化建模法对矩形泡沫夹芯结构复合材料平板的VARI工艺进行了模拟仿真分析,并结合工艺成型实验进行了验证。结果表明,由两种方法计算得到的理论充模时间与实测树脂充模时间基本一致,采用等效建模法所得树脂流动前锋位置曲线与工艺成型实验测试值更加吻合。     

平纹编织面板蜂窝夹芯结构侧压性能研究

为研究平纹编织面板蜂窝夹芯结构的侧向压缩性能,将蜂窝夹芯结构失效分为面板失效、蜂窝芯失效和胶层失效,基于渐进损伤分析方法建立蜂窝夹芯结构侧向压缩的损伤分析模型,对平纹编织面板蜂窝夹芯结构进行侧向压缩失效预测,与侧压性能试验结果相比,破坏强度非常吻合。结果表明,建立的侧向压缩损伤分析模型能够模拟平纹编织面板蜂窝夹芯结构侧向压缩的损伤起始、损伤扩展和最终破坏,并最终预测其侧压破坏强度。     

拉挤成型复合材料夹芯桥面板弯曲性能试验研究

拉挤成型复合材料夹芯桥面板系采用拉挤成型工艺制作的轻木夹芯复合材料板材,具有质量轻、强度高、刚度大、耐久性好、生产效率高等优点。本文以杨木、无碱玻璃纤维以及不饱和聚酯树脂为原料,采用拉挤成型工艺制作了复合材料夹芯桥面板,对其进行了三点弯试验,得到了其破坏模式和弯曲力学行为。试验结果表明,与带肋腹板空心桥面板相比,拉挤成型复合材料桥面板弯曲承载力提高了87%,抗弯刚度提高了24%。     

复合材料蜂窝夹层结构四点弯曲性能研究

对某型号复合材料夹层结构内力情况进行分析,进行理论计算,建立力学模型;使用patrannastran大型有限元软件建立复合材料蜂窝夹层结构有限元模型,模拟试验件受力特点计算出蜂窝夹层结构失效过程,建立了合理的数学模型;采用ASTM C393试验标准对复合材料蜂窝夹层结构试验件进行试验,获得某型号复合材料蜂窝夹层结构强度,并将试验结果与计算结果进行对比分析,得出蜂窝夹层结构的受力特点及验证模型的准确性。     

树脂基复合材料蜂窝夹层结构修补技术研究

为了降低复合材料蜂窝夹层结构件制造成本及延长其使用寿命,修理技术是必不可缺的.本文主要针对面芯脱胶复合材料蜂窝夹层结构进行了平拉、侧压和疲劳试验,为修补提供依据;同时根据不同修理方法和材料体系对复合材料蜂窝夹层结构修理技术进行了研究.结果表明,复合材料蜂窝结构件受损后的修理问题基本可以得到有效地解决     

复合材料夹芯结构裙板设计与静力学分析

随着高速动车组性能的不断提升,高速动车组的节能环保和经济性逐渐受到更多关注。为了同时保证运行的安全性、可靠性,设计了一种复合材料夹芯结构裙板,并进行了有限元静力学分析,结果表明,在标准EN12663规定的气动载荷下,复合材料裙板材料强度满足要求,设计具有一定的可行性。在有限元分析之前,针对典型结构通过模压工艺制备了夹芯板试验件,并进行了弯曲试验来验证有限元的有效性,试验结果同有限元结果吻合良好,验证了有限元的有效性。