纤维铝合金层板的研究进展

纤维铝合金层板是由铝合金和纤维增强复合材料组成的一种混杂结构材料,是一种新型的航空结构材料,广泛应用于飞机较为关键的疲劳结构件上.主要介绍了ARALL和GLARE两种纤维铝合金层板的疲劳性能、拉伸性能、抗损伤性能的研究现状,并进一步提出了今后的研究方向和工作重点.     

大飞机用Glare层板的性能综合评价研究

主要介绍了一种先进玻璃纤维增强铝合金复合材料Glare层板的研究进展,并综合分析欧美Glare层板的研究文献,评述了Glare层板的拉伸性能、压缩性能、冲击性能、剪切性能、缺口残余强度、承载强度、疲劳性能等力学性能,分析了Glare层板环境耐久性和阻燃性等稳定性研究.通过与铝合金和Arall层板的性能比较、分析,论述了Glare层板作为替代铝合金应用于飞机制造方面所具有的优异性能及经济性,简单评述了Glare层板铺层结构与性能的关系,为其应用提供评价基础.     

ARALL层板剥离特性的研究（二）──残余应力对层板层间性能的影响

本文通过预应力法调整ＡＲＡＬＬ层板残余应力，研究了自由层板与两种预应力层板的Ｂｅｌｌ－剥离特性。结果表明，给层板施加预应力有效地降低了其中的残余应力，无论自由层板还是预应力层板，剥离所造成的断裂均为多重混合型破坏，其实质是芳纶／胶粘剂界面破坏和纤维自身的破坏，给芳纶施加预应力有利于Ｂｅｌｌ－剥离强度的提高，同时预应力的施加使剥离面上的纤维破坏状态发生改变。     

ARALL层板剥离特性的研究（一）：胶粘剂对层板层间性能的影响

本文采用了Ｂｅｌｌ－剥离法研究了胶粘剂性质及其含量对ＡＲＡＬＬ层间剥离特性的影响。结果表明，层板的剥离过程为多重混合型破坏。由于芳纶／胶粘剂界面结合较前，其剥离强度值较低。使该界面脱粘而破坏，胶粘剂发生内聚破坏以及胶粘剂的韧性增大或含胶量提高均使剥离强度值提高。改善胶粘剂与芳纶的界面粘合状况，提高胶粘剂的韧性是提高层板层间性能的有效途径。     

ARALL层板剥离特性的研究（一）──胶粘剂对层板层间性能的影响

本文采用了Ｂｅｌｌ─剥离法研究了胶粘剂性质及其含量对ＡＲＡＬＬ层间剥离特性的影响。结果表明，层板的剥离过程为多重混合型破坏。由于芳纶／胶粘剂界面结合较差，其剥离强度值较低。使该界面脱粘而破坏，胶粘剂发生内聚破坏以及胶粘剂的韧性增大或含胶量提高均使剥离强度值提高。改善胶粘剂与芳纶的界面粘合状况、提高胶粘剂的韧性是提高层板层间性能的有效途径。     

ARALL——未来飞机的结构材料

复合材料应用在飞机结构上的比例越来越大,除了象碳/环氧、芳纶/环氧等高级结构复合材料外,一些新型的结构材料仍不断地涌现。最近,由荷兰Delft技术学院宇航工程系与欧洲Fokker飞机公司、荷兰国家宇航实验室(NLR)、荷兰ENKA公司(芳纶厂商)、美国3M公司(树脂厂商)和ALCOA公司(铝合金厂商)合作,成功地研制出了一种新型的结构复合材料——铝/芳纶-环氧层合材料(Araid Aluminum Laminate,简称ARALL)。这种材料是由铝合金板与芳纶-环氧     

ARALL层板剥离特性的研究（二）：——残余应力对层板怪间性能的影响

本文通过预应力法调整ＡＲＡＬＬ层板残余应力，研究了自由层板与两种预应力层板的Ｂｅｌｌ－剥离特性。结果表明，结层板施加预应力有效地降低了其中的残余应力，无论自由层板还是预应力层板，剥离所造成的断裂均为多重混合型破坏，其实质是劳纶／胶粘剂界面破坏和纤维自身的破坏，给芳纶施加预应力有利于Ｂｅｌｌ－剥离强度的提高，同时预应力的施加使剥离面上的纤维破坏状态发生改变。     

Glare层板疲劳性能研究综述

Glare层板是由铝合金和玻璃纤维增强复合材料组成的一种混杂结构材料,是一种新型的航空结构材料。Glare层板具有优异的抗裂纹扩展能力,广泛地应用于飞机较为关键的疲劳结构件上。目前,国外许多研究机构对Glare层板疲劳性能开展了大量的试验研究,综合分析了国外Glare层板的研究文献,对4所研究机构(荷兰Delft理工大学、美国MIT大学、美国California大学和日本Shiga Prefecture大学)开展的Glare层板疲劳性能试验研究进行了分析与总结,简述了不同类型Glare层板抗疲劳裂纹扩展的能力,并提出了今后进一步的研究方向及工作重点。     

纤维铝合金胶接层板残余应力分布

本文采用准三维有限元方法,计算对称铺设混杂复合层板在固化时产生的残余应力,给出了芳纶纤维/树脂-铝合金层板,在自由状态和施加预应力情况下的残余应力计算值,以及不同温度变化下残余应力计算值。本文还给出铝合金-玻璃纤维/树脂-芳纶纤维/树脂层板,在自由状态下固化时的残余应力值。某些计算结果与应变片包埋法实验测得的层板残余应力值十分吻合,表明了计算方法的正确性。用准三维有限元分析残余应力的方法,为设计和制造出满足最佳力学性能要求的层板提供了有价值的参考。     

仿生设计的Al2O3／纤维增强树脂层状复合材料

把贝壳珍珠层的韧化机制和结构机理应用于陶瓷基复合材料的仿生设计中，制备出Ａｌ２Ｏ３／环氧树脂及Ａｌ２Ｏ３／芳纶纤维增强环氧树脂叠层仿珍珠层复合材料。三点弯曲试验表明，与单相Ａｌ２Ｏ３相比，Ａｌ２Ｏ３／环氧树复合材料的断裂功提高２５％，而Ａｌ２Ｏ３／芳纶纤维增强环氧树脂的断裂功提高８０倍Ａｌ２Ｏ３／环氧树脂复合材料的断裂形貌与珍珠层相似，裂缝曲折扩展；而Ａｌ２Ｏ３／芳纶纤维增强环氧树脂复合材料除具有     

航空用玻璃纤维铝合金层板成形技术研究进展

玻璃纤维铝合金层板(GLARE)具有优良损伤容限、抗冲击和疲劳性能,越来越受到航天航空和轨道交通领域的关注。由于玻璃纤维铝合金层板的自身成形能力有限,如何高效精密成形复杂玻璃纤维铝合金层板零件是GLARE层板研究领域的研究热点之一,也是进一步推广该材料应用的关键。本文对GLARE层板自成形、滚弯、拉形、喷丸成形、液压成形等成形方法的研究进展及相应的优缺点进行了归纳分析,并对玻璃纤维铝合金层板成形方法的发展趋势进行了展望,为玻璃纤维铝合金层板成形技术的进一步研究提供理论指导和参考信息。     

预应变法调整芳纶－铝层板的残余应力

采用预应变法能有效地调整芳纶-铝层板的层间残余应力[1]。本文分析了3/2铺层的芳纶-铝层板的残余应力与所施加的预应变的关系;并用腐蚀法测定了几种不同的预应变层板中铝层的残余应力;研究了施加预应变对层板的拉伸性能和疲劳性能的影响。      

预应变法调整芳纶－铝层板的残余应力

采用预应变法能有效地调整芳纶-铝层板的层间残余应力[1]。本文分析了3/2铺层的芳纶-铝层板的残余应力与所施加的预应变的关系;并用腐蚀法测定了几种不同的预应变层板中铝层的残余应力;研究了施加预应变对层板的拉伸性能和疲劳性能的影响。     

芳纶Ⅲ纤维及其复合材料制品研究进展

介绍了国产芳纶Ⅲ纤维的制作过程、力学性能和表面状态,复合材料性能采用NOL环、单向板及其复合材料容器进行试验。结果表明,芳纶Ⅲ纤维复合材料压力容器性能水平已达到国外同类纤维性能水平。芳纶Ⅲ纤维复合材料可以应用于高性能的航天产品,是我国目前可以开展工程应用的最高水平的国产纤维复合材料。     

形状记忆合金混杂复合材料层板的有限元分析与强度研究

形状记忆合金(SMA)与复合材料层板结合后,构成可驱动材料。形状记忆合金的非线性及其与复合材料层板的结合界面的力学性能对整体材料的性能影响较大。通过对埋入形状记忆合金驱动器的复合材料层板进行有限元模拟分析与试验研究,用有限元模拟分析的方法可以比较准确地模拟埋入形状记忆合金后复合材料的应力分布情况,结果表明,形状记忆合金的埋入不会对材料的强度产生较大影响。     

炭纤维混杂复合材料研究与应用状况

前言以碳纤维为增强材料的聚合物基复合材料-碳纤维复合材料(CFRP),以其高比模量、高比强度的优点,率先在航空航天等领域得到较多的应用,与铝合金材料及玻璃纤维复合材料相比,显示出先进复合材料的特点.但是,碳纤维复合材料性脆,断裂伸长小,这一弱点使其应用范围受到限制.人们发现,用玻璃纤维或芳纶代替部分碳纤维,所得到的碳纤维混杂复合材料,可在其他性能基本保持不变的情况下,韧性有大幅度改善.     

Al2O3／Al复合材料阻尼行为的研究

研究了Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ复合材料的室温和高温阻尼行为，发现增强物含量增加，此复合材料的阻尼性能显著增加，优于铝合金，较多的位错阻尼和界面阻尼是提高复合材料阻尼性能的原因。     

纤维/金属层状复合材料的研究及应用进展

玻璃纤维增强铝合金复合材料(GLARE层板),是由铝合金薄板(金属层厚度为0.3～0.5mm)与玻璃纤维/树脂预浸料(纤维层厚度为0.2～0.3 mm)多层交替铺放,在120～175℃范围内热压罐成形制造的先进航空材料。GLARE层板由金属与纤维层构成并将其各自的优点结合起来,因而具有极高的疲劳强度(较2024铝增加3倍以上)和损伤容限(较2024铝增加1～2倍),以及较大的减重潜力(较2024铝减重15%～30%),在新一代航空、航天等高技术领域的广阔应用前景,成为了大型航空制造业的关注热点。首先阐述了GLARE层板的研究历史,然后从GLARE层板的制造加工、拉伸性能、冲击性能、抗疲劳性能、环境耐受性能及回收利用6个方面,详细论述了GLARE层板的研究进展及应用。最后,总结了GLARE层板技术,并对其发展趋势进行了展望。     

芳纶纤维复合材料抗弹性能研究

叙述了球形弹体对芳纶纤维增强复合材料冲击的研究结果.对芳纶复合板的抗弹机理进行了研究,并研究了影响芳纶复合材料抗弹性能的主要因素.结果表明,在等厚条件下,预浸料铺层层数越多,靶板面密度越大;采用热塑性树脂材料为基体,且基体含量较低时,芳纶复合材料会具有更好的抗弹性能.     

复合材料层板中基体性能对层间应力分布的影响

本文分析了复合材料层板中基体性能的变化对层间应力的影响,差重讨论了层板自由边附近及层间界面上的应力分布.分析结果表明,基体性能的变化会对层间立力的分布产生显著的影响.因此,对于实际复合材料结构,有可能通过选用合适的基体来改变复合材料层板自由边附近的层间应力分布,从而减轻率合材料层板的分层破坏.